Aby astronomové porozuměli našemu vesmíru, musí tvrdě pracovat a musí posouvat pozorovací technologii na hranici možností. Nějaká ta dřina se točí kolem toho, čemu se říká submilimetrové galaxie (SMG.) SMG jsou galaxie, které lze pozorovat pouze v submilimetrovém rozsahu elektromagnetického spektra.
Submilimetrový rozsah je vlnové pásmo mezi vzdáleným infračerveným a mikrovlnným vlnovým pásmem. (také se tomu říká Terahertzové záření .) Schopnost pozorovat v submilimetrovém rozsahu máme jen několik desetiletí. Také jsme zvýšili úhlové rozlišení dalekohledů, což nám pomáhá rozeznat samostatné objekty.
Submilimetrová vlnová délka se také nazývá Terahertzové záření a ve spektru se nachází mezi infračerveným a mikrovlnným zářením. Obrázek: By Tatoute, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6884073
Samotné SMG jsou v jiných vlnových délkách slabé, protože jsou zakryty prachem. Optické světlo je blokováno prachem a absorbováno a znovu vyzařováno v submilimetrovém rozsahu. V submilimetru jsou SMG vysoce svítivé; ve skutečnosti bilionkrát svítivější než Slunce.
Je to proto, že jde o extrémně aktivní oblasti tvorby hvězd. SMG tvoří hvězdy rychlostí stokrát větší než Mléčná dráha. Jsou to také obecně starší, vzdálenější galaxie, takže jsou červený posun . Jejich studium nám pomáhá pochopit vznik galaxií a hvězd v raném vesmíru.
ALMA je řada jídel umístěných v poušti Atacama v Chile. Obrázek: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), O. Dessibourg
NA nové studium , vedený Jamesem Simpsonem z University of Edinburgh a Durham University, prozkoumal 52 těchto galaxií. V minulosti bylo obtížné zjistit přesnou polohu SMG. V této studii se tým spoléhal na sílu Velké milimetrové/submilimetrové pole Atacama (ALMA), abyste získali mnohem přesnější měření jejich polohy. Těchto 52 galaxií bylo poprvé identifikováno pomocí Submilimeter Common-User Bolometer Array (SCUBA-2) v průzkumu UKIDSS Ultra Deep Survey.
Existují čtyři hlavní výsledky studie:
- 48 SMG není čočkových, což znamená, že mezi námi a nimi není žádný objekt dostatečně hmotný, aby zkreslil jejich světlo. Z nich byl tým schopen omezit červený posun (z) pro 35 z nich na střední rozsah z-2,65. Pokud jde o mimogalaktická pozorování, jako je toto, čím vyšší je červený posuv, tím dále je objekt. (Pro srovnání, objekt s nejvyšším červeným posuvem, který známe, je galaxie nazvaná GN-z11 se z=11,1, což odpovídá asi 400 milionům let po Velkém třesku.
- Další typ galaxie, Ultra-svítící infračervená galaxie (ULIRG) byly považovány za vyvinuté verze SMG. Tato studie však ukázala, že SMG jsou větší a chladnější než ULIRG, což znamená, že jakékoli evoluční spojení mezi nimi je nepravděpodobné.
- Tým vypočítal odhady hmotnosti prachu v těchto galaxiích. Jejich odhady naznačují, že ve skutečnosti je veškeré optické až téměř infračervené světlo ze společně umístěných hvězd zakryto prachem. Došli k závěru, že běžná metoda v astronomii používaná k charakterizaci astronomických světelných zdrojů, nazývaná Spectral Energy Distribution (SED), nemusí být spolehlivá, pokud jde o SMG.
- Čtvrtý výsledek souvisí s vývojem galaxií. Podle jejich analýzy se zdá nepravděpodobné, že by se SMG mohly vyvinout do spirálních nebo lentikulárních galaxií (čočkovitá galaxie je uprostřed mezi spirální a eliptickou galaxií.) Spíše se zdá, že SMG jsou předchůdci eliptických galaxií.
Galaxie Větrník (M101, NGC 5457) je úžasným příkladem spirální galaxie. Tato studie určuje, že pravděpodobně neexistuje žádné evoluční spojení mezi submilimetrovými galaxiemi a spirálními galaxiemi. Obrázek: Evropská vesmírná agentura a NASA. CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=36216331
Tato studie byla pilotní studií, kterou tým doufá, že ji v budoucnu rozšíří na mnoho dalších SMG.