APEX fotografuje narodziny gwiazd w odległym Wszechświecie

APEX fotografuje narodziny gwiazd w odległym WszechświecieOriginal Press Release
W wyniku przypadkowego odkrycia dokonanego za pomocą teleskopu APEX astronomom po raz pierwszy udało się bezpośrednio zmierzyć rozmiar i jasność regionów produkujących gwiazdy w odległej galaktyce.

Odnalezienie zaskakująco jasnego obiektu w miejscu, w którym się czegoś takiego nie spodziewaliśmy zrobiło na nas ogromne wrażenie. Wkrótce zdaliśmy sobie sprawę, że jest to obiekt wcześniej nie znany i że jest to znacznie bardziej odległa galaktyka, której obraz był wzmacniany przez leżącą bliżej gromadę galaktyk

Carlos De Breuck

Za pomocą teleskopu APEX (Atacama Pathfinder Experiment) astronomowie badali masywną gromadę galaktyk w sub-milimetrowym paśmie widma, kiedy dostrzegli nową i niezwykle jasną galaktykę, leżącą daleko za gromadą – w rzeczy samej najjaśniejszą tak odległą galaktykę jaką kiedykolwiek widziano w paśmie sub-milimetrowym.  Obiekt ten jest tak jasny ponieważ drobiny kosmicznego pyłu święcą w niej w wyniku ogrzania przez światło gwiazd. Galaktyce przypisano numer katalogowy SMM J2135-0102.

„Odnalezienie zaskakująco jasnego obiektu w miejscu, w którym się czegoś takiego nie spodziewaliśmy zrobiło na nas ogromne wrażenie. Wkrótce zdaliśmy sobie sprawę, że jest to obiekt wcześniej nie znany i że jest to znacznie bardziej odległa galaktyka, której obraz był wzmacniany przez leżącą bliżej gromadę galaktyk „- mówi Carlos De Breuk z ESO, należący do zespołu, który prowadził obserwacje za pomocą teleskopu APEX na wyżynie Chajnantor na wysokości 5000 m. n.p.m.

Nowo odkryta galaktyka SMM J2135-0102 jest tak jasna dzięki temu, że pomiędzy nią a nami leży masywna gromada galaktyk. Jej ogromna masa ugina światło pochodzące z bardziej odległej galaktyki, działając jako soczewka grawitacyjna. Podobnie jak w teleskopie soczewka taka powiększa obraz odległej galaktyki i zwiększa jej jasność. Dzięki korzystnemu położeniu współczynnik powiększenia wynosi 32.

„Powiększenie to ukazuje galaktykę z niezwykłymi szczegółami mimo, że jest tak odległa iż jej światło potrzebowało 10 miliardów lat by do nas dotrzeć „- wyjaśnia Mark Swinbank z Uniwersytetu Durham, główny autor publikacji w Nature. -” W następujących po odkryciu obserwacjach wykonanych za pomocą  teleskopu Submilimeter Array byliśmy w stanie zbadać bardzo precyzyjnie obłoki, w których powstają gwiazdy w tej galaktyce.”

Powiększenie oznacza, że można dostrzec w tej galaktyce obszary produkujące gwiazdy do skal rzędu kilkuset lat świetlnych – czyli skalach porównywalnych z ogromnymi obłokami molekularnymi Drogi Mlecznej. Dostrzeżenie tego poziomu szczegółów bez pomocy soczewki grawitacyjnej wymagałoby użycia teleskopów, które dopiero powstają takich jak ALMA (). W ten sposób przypadkowe odkrycie daje naukowcom przedsmak możliwości instrumentów, które pojawią się dopiero za kilka lat.

Regiony gwiazdotwórcze w SMM J2134-0102 są podobnych rozmiarów co te w Drodze Mlecznej, ale sto razy jaśniejsze co sugeruje, że produkcja gwiazd we wczesnym okresie życia galaktyk była znacznie intensywniejszym procesem niż obserwowane tempo w galaktykach leżących bliżej nas. Jednak pod wieloma względami obłoki te przypominają najgęstsze jądra obłoków molekularnych w bliskim Wszechświecie.

„Szacujemy, że SMM J2135-0102 wytwarza gwiazdy w tempie odpowiadającym około 205 mas Słońca rocznie „- mówi de Breuck. -” Produkcja gwiazd w jej ogromnych obłokach pyłowych nie przypomina tego co obserwujemy w bliskim Wszechświecie, ale nasze obserwacje wskazują, że powinniśmy być w stanie wykorzystać te same mechanizmy fizyczne z najgęstszych obłoków molekularnych w bliskich galaktykach do zrozumienia narodzin gwiazd w odległych galaktykach.”

Źródła:

APEX Snaps First Close-up of Star Factories in Distant Universe

For the first time, astronomers have made direct measurements of the size and brightness of regions of star-birth in a very distant galaxy, thanks to a chance discovery with the APEX telescope. The galaxy is so distant, and its light has taken so long to reach us, that we see it as it was 10 billion years ago. A cosmic “gravitational lens” is magnifying the galaxy, giving us a close-up view that would otherwise be impossible. This lucky break reveals a hectic and vigorous star-forming life for galaxies in the early Universe, with stellar nurseries forming one hundred times faster than in more recent galaxies. The research is published online today in the journal Nature.

Astronomers were observing a massive galaxy cluster [1] with the Atacama Pathfinder Experiment (APEX) telescope, using submillimetre wavelengths of light, when they found a new and uniquely bright galaxy, more distant than the cluster and the brightest very distant galaxy ever seen at submillimetre wavelengths. It is so bright because the cosmic dust grains in the galaxy are glowing after being heated by starlight. The new galaxy has been given the name SMM J2135-0102.

“We were stunned to find a surprisingly bright object that wasn’t at the expected position. We soon realised it was a previously unknown and more distant galaxy being magnified by the closer galaxy cluster,” says Carlos De Breuck from ESO, a member of the team. De Breuck was making the observations at the APEX telescope on the plateau of Chajnantor at an altitude of 5000 m in the Chilean Andes.

The new galaxy SMM J2135-0102 is so bright because of the massive galaxy cluster that lies in the foreground. The vast mass of this cluster bends the light of the more distant galaxy, acting as a gravitational lens [2]. As with a telescope, it magnifies and brightens our view of the distant galaxy. Thanks to a fortuitous alignment between the cluster and the distant galaxy, the latter is strongly magnified by a factor of 32.

“The magnification reveals the galaxy in unprecedented detail, even though it is so distant that its light has taken about 10 billion years to reach us,” explains Mark Swinbank from Durham University, lead author of the paper reporting the discovery. “In follow-up observations with the Submillimeter Array telescope, we’ve been able to study the clouds where stars are forming in the galaxy with great precision.”

The magnification means that the star-forming clouds can be picked out in the galaxy, down to a scale of only a few hundred light-years — almost down to the size of giant clouds in our own Milky Way. To see this level of detail without the help of the gravitational lens would need future telescopes such as ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), which is currently under construction on the same plateau as APEX. This lucky discovery has therefore given astronomers a unique preview of the science that will be possible in a few years time.

These “star factories” are similar in size to those in the Milky Way, but one hundred times more luminous, suggesting that star formation in the early life of these galaxies is a much more vigorous process than typically found in galaxies that lie nearer to us in time and space. In many ways, the clouds look more similar to the densest cores of star-forming clouds in the nearby Universe.

“We estimate that SMM J2135-0102 is producing stars at a rate that is equivalent to about 250 Suns per year,” says de Breuck. “The star formation in its large dust clouds is unlike that in the nearby Universe, but our observations also suggest that we should be able to use similar underlying physics from the densest stellar nurseries in nearby galaxies to understand star birth in these more distant galaxies.”

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *