Skupina nově objevených galaxií pomocí techniky Lyman-break. Obrazový kredit: Astronomy & Astrophysics. Klikni pro zvětšení
Mezinárodní tým astronomů provedl jeden z nejpodrobnějších průzkumů nejvzdálenějších galaxií. Tyto galaxie jsou tak daleko, že je vidíme tak, jak vypadaly, když byl vesmír méně než polovina jeho současného stáří. Jedno z velkých překvapení tohoto průzkumu; nicméně do jaké míry tyto mladé galaxie odpovídají strukturám, které vidíme v současném vesmíru. To znamená, že galaxie se pravděpodobně vyvinuly díky srážkám a sloučení mnohem dříve, než se dříve věřilo.
Tým astronomů z Francie, USA, Japonska a Koreje pod vedením Denise Burgarelly nedávno objevil nové galaxie v raném vesmíru. Poprvé byly detekovány jak v blízkém UV záření, tak ve vzdálených infračervených vlnových délkách. Jejich zjištění budou zveřejněna v nadcházejícím vydání Astronomy & Astrophysics. Tento objev je novým krokem v pochopení toho, jak se galaxie vyvíjejí.
Astronom Denis Burgarella (Observatoire Astronomique Marseille Provence, Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Francie) a jeho kolegové z Francie, USA, Japonska a Koreje nedávno poprvé oznámili svůj objev nových galaxií v raném vesmíru. v blízkém UV záření a ve vzdálených infračervených vlnových délkách. Tento objev vede k prvnímu důkladnému zkoumání raných galaxií. Objev bude oznámen v nadcházejícím vydání Astronomy & Astrophysics.
Poznání raných galaxií udělalo za posledních deset let velký pokrok. Od konce roku 1995 astronomové používají novou techniku, známou jako „technika Lyman-break“. Tato technika umožňuje detekovat velmi vzdálené galaxie. Jsou viděny tak, jak byly, když byl vesmír mnohem mladší, což poskytuje vodítko k tomu, jak se galaxie formovaly a vyvíjely. Technika Lyman-break posunula hranici průzkumů vzdálených galaxií dále až k rudému posuvu z=6-7 (to je asi 5 % současného věku vesmíru). V astronomii červený posuv označuje posun světelné vlny z galaxie, která se vzdaluje od Země. Světelná vlna je posunuta směrem k delším vlnovým délkám, tedy směrem k červenému konci spektra. Čím vyšší je rudý posuv galaxie, tím dále je od nás.
Technika Lyman-break je založena na charakteristickém „mizení“ vzdálených galaxií pozorovaných ve vzdálených vlnových délkách UV záření. Protože světlo ze vzdálené galaxie je téměř plně absorbováno vodíkem o vlnové délce 0,912 nm (kvůli absorpčním čarám vodíku, které objevil fyzik Theodore Lyman), galaxie „mizí“ ve vzdáleném ultrafialovém filtru. Obrázek 2 znázorňuje ?zmizení? galaxie ve vzdáleném UV filtru. K Lymanově diskontinuitě by teoreticky mělo dojít při 0,912 nm. Fotony na kratších vlnových délkách jsou absorbovány vodíkem kolem hvězd nebo uvnitř pozorovaných galaxií. U galaxií s vysokým rudým posuvem je Lymanova diskontinuita posunuta do rudého posuvu, takže se vyskytuje na delší vlnové délce a lze ji pozorovat ze Země. Z pozemních pozorování mohou astronomové v současné době detekovat galaxie s rozsahem rudého posuvu z~3 až z~6. Jakmile jsou však objeveny, je stále velmi obtížné získat další informace o těchto galaxiích, protože jsou velmi slabé.
Denis Burgarella a jeho tým byli poprvé schopni detekovat méně vzdálené galaxie pomocí techniky Lyman-break. Tým shromáždil data z různých zdrojů: UV data z družice NASA GALEX, infračervená data z družice SPITZER a data ve viditelném rozsahu na dalekohledech ESO. Z těchto dat vybrali asi 300 galaxií, které vykazovaly vzdálené vymizení UV záření. Tyto galaxie mají rudý posuv v rozmezí od 0,9 do 1,3, to znamená, že jsou pozorovány v okamžiku, kdy měl vesmír méně než polovinu svého současného stáří. Toto je poprvé, co je v z~1 objeven velký vzorek galaxií Lyman Break Galaxies. Jelikož jsou tyto galaxie méně vzdálené než dosud pozorované vzorky, jsou také jasnější a snáze se studují na všech vlnových délkách, což umožňuje provádět hloubkovou analýzu od UV po infračervené.
Předchozí pozorování vzdálených galaxií vedla k objevu dvou tříd galaxií, z nichž jedna zahrnuje galaxie, které vyzařují světlo v blízkém UV a viditelném rozsahu vlnových délek. Druhý typ galaxie vyzařuje světlo v infračerveném (IR) a submilimetrovém rozsahu. UV galaxie nebyly pozorovány v infračervené oblasti, zatímco IR galaxie nebyly pozorovány v UV. Bylo tedy obtížné vysvětlit, jak se takové galaxie mohly vyvinout v dnešní galaxie, které vyzařují světlo všech vlnových délek. Denis Burgarella a jeho kolegové svou prací udělali krok k vyřešení tohoto problému. Při pozorování jejich nového vzorku galaxií z~1 zjistili, že asi 40 % těchto galaxií vyzařuje světlo také v infračervené oblasti. Je to poprvé, kdy byl pozorován významný počet vzdálených galaxií v UV i IR vlnových délkách, které zahrnují vlastnosti obou hlavních typů.
Z pozorování tohoto vzorku tým také odvodil různé informace o těchto galaxiích. Kombinace UV a infračervených měření umožňuje poprvé určit rychlost tvorby hvězd v těchto vzdálených galaxiích. Hvězdy se tam tvoří velmi aktivně, rychlostí několik set až tisíc hvězd za rok (v naší Galaxii se v současnosti tvoří jen několik hvězd ročně). Tým také studoval jejich morfologii a ukázal, že většina z nich jsou spirální galaxie. Až dosud se věřilo, že vzdálené galaxie jsou převážně interagující galaxie s nepravidelnými a složitými tvary. Denis Burgarella a jeho kolegové nyní prokázali, že galaxie v jejich vzorku, které byly pozorovány v době, kdy měl vesmír asi 40 % svého současného stáří, mají pravidelné tvary, podobné současným galaxiím, jako je ta naše. Přinášejí nový prvek do našeho chápání vývoje galaxií.
Původní zdroj: Tisková zpráva o astronomii a astrofyzice
