14 октября 2019, понедельник, 19:34
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

09 марта 2017, 13:00

Следы первых звезд в древней пыли

Галактика A2744_YD4
Галактика A2744_YD4
Илл.: ESO/M. Kornmesser

С помощью телескопа ALMA астрономы зарегистрировали гигантские массы светящейся межзвездной пыли в галактике с красным смещением, соответствующим всего четырем процентам нынешнего возраста Вселенной. Мы наблюдаем эту галактику вскоре после ее образования – это самая далекая галактика из всех, в которых найдена пыль. К тому же это самое большое расстояние, на котором зарегистрирован кислород. Новые результаты дают совершенно новое понимание процессов рождения и финального взрыва звезд самого первого поколения, сообщается в пресс-релизе Европейской южной обсерватории (ESO).

Международная группа астрономов под руководством Николаса Лапорта (Nicolas Laporte) из Университетского колледжа в Лондоне наблюдала на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) самую молодую и самую далекую из всех до сих пор наблюдавшихся на ALMA галактик: A2744_YD4. Ученые с удивлением обнаружили, что эта юная галактика содержит большое количество межзвездной пыли, оставшейся после окончания эволюционного пути более раннего поколения звезд.

Последующие наблюдения с приемником X-shooter на Очень Большом Телескопе ESO подтвердили огромное расстояние до A2744_YD4. Мы наблюдаем эту галактику в момент, когда возраст Вселенной был всего 600 миллионов лет, в эпоху формирования первых звезд и галактик. Это время соответствует красному смещению z=8.38, то есть эпохе реионизации. Водород во Вселенной в это время ионизировался излучением возникающих звезд и квазаров.

«A2744_YD4 не только является самой далекой галактикой из всех наблюдавшихся на ALMA, – говорит Николас Лапорт,  – но обнаружение в ней такого количества пыли свидетельствует о том, что вспышки ранних сверхновых там уже произошли».

Космическая пыль состоит в основном из кремния, углерода и алюминия; размер ее зерен всего около миллионной доли сантиметра. Химические элементы, из которых состоят эти зерна, являются продуктами термоядерного синтеза, происходящего внутри звезд. Когда звезды умирают, пыль рассеивается в космическом пространстве. В частности, это происходит при взрывах сверхновых – конечной стадии существования короткоживущих массивных звезд. В настоящее время пыли в галактиках очень много и она является основным «строительным материалом» при формировании звезд, планет и сложных молекул. Но в ранней Вселенной, когда первое поколение звезд еще не успело умереть, пыль встречалась редко.

Наблюдения запыленной галактики A2744_YD4 оказались возможны потому, что она расположена на луче зрения позади массивного скопления галактик Abell 2744. Это скопление – массивный объект на расстоянии 3,5 миллиарда световых лет от нас. Считается, что он образовался в результате столкновения четырех скоплений галактик меньшего размера. Его прозвали Скоплением Пандоры из-за большого количества странных явлений, связанных с крупномасштабными столкновительными процессами, которые происходили на протяжении примерно 350 миллионов лет. Галактики составляют всего пять процентов массы скопления, а темное вещество – семьдесят пять процентов. Оно и обеспечивает мощное гравитационное воздействие, необходимое, чтобы изгибать световые лучи от галактик фона и создавать их увеличенное изображение. Остальные двадцать процентов общей массы скопления, как полагают, существуют в форме горячего газа.

Скопление Abell 2744. Фото: NASA, ESA, J. Merten, D. Coe (STScI)

Благодаря воздействию скопления Abell 2744 произошло гравитационноелинзирование: скопление сыграло роль гигантского космического “телескопа”, увеличившего изображение более далекой A2744_YD4 примерно в 1,8 раз. Это и позволило ученым заглянуть столь глубоко в раннюю Вселенную.

При наблюдениях A2744_YD4 на ALMA было также зарегистрировано излучение ионизованного кислорода. На таком расстоянии, и, следовательно, при таком возрасте Вселенной, кислород еще никогда не находили. Предыдущий результат, тоже полученный на ALMA в 2016 году, превзойден.

Обнаружение пыли в ранней Вселенной дает новую информацию о том, когда происходили первые вспышки сверхновых, а значит, и когда во Вселенной зажглись первые звезды. Определение времени этого “космического рассвета” – одна из важнейших задач современной астрономии. Исследование ранней межзвездной пыли может косвенно помочь в ее решении.

По оценке исследователей, в A2744_YD4 содержится количество пыли, эквивалентное 6 миллионам масс Солнца. При этом полная масса звезд этой галактики составляет 2 миллиарда Солнц. Группа также измерила темп звездообразования в A2744_YD4: 20 солнечных масс в год. В Млечном Пути в год образуется всего одна звезда с массой Солнца. Такой темп означает, что общая масса звезд, образующихся за каждый год, эквивалентна 20 массам Солнца.

«Такой темп звездообразования не является необычным для столь далекой галактики. Но он проливает свет на темп образования пыли в A2744_YD4, – объясняет соавтор работы Ричард Эллис (Richard Ellis, ESO и Университетский колледж в Лондоне). – Замечательно, что время, необходимое для формирования наличного количества пыли – всего околo 200 миллионов лет, так что получается, что мы наблюдаем эту галактику через совсем небольшое время после ее образования».

Таким образом, интенсивное звездообразование началось приблизительно за 200 миллионов лет до эпохи, в которой мы наблюдаем эту галактику. Появляется великолепный шанс использовать ALMA для изучения эры появления первых звезд и галактик – самой ранней эры наблюдаемой Вселенной. Солнце, наша планета и мы сами являемся отдаленным на 13 миллиардов лет продуктом этого первого поколения звезд. Изучая образование, развитие и смерть первых звезд, мы тем самым исследуем наше собственное происхождение.

«Использовать телескоп ALMA для более глубоких и обширных наблюдений подобных галактик на столь раннем этапе существования Вселенной – очень многообещающая перспектива», – говорит Эллис. А Лапорт заключает: «Дальнейшие подобные измерения открывают блестящие перспективы исследования раннего звездообразования и формирования более тяжелых химических элементов все дальше во времени вглубь ранней Вселенной».

Результаты исследования представлены в статье “Dust in the Reionization Era: ALMA Observations of a z =8.38 Gravitationally-Lensed Galaxy”, N.Laporte и др., которая публикуется в The Astrophysical Journal Letters.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология клонирование комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.