Астрономы разглядели карликовые галактики сквозь гравитационную линзу

Международная команда астрономов обнаружила большое количество далеких карликовых галактик, с помощью которых можно будет больше узнать о процессах, происходивших во Вселенной миллиарды лет назад. Исследование ученых опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.

Карликовыми галактиками считаются небольшие галактики, состоящие из нескольких миллиардов звезд и имеющие светимость меньше 10⁹ светимости нашего Солнца. Исследователи предполагают, что они играли важную роль в эпоху реионизации, когда происходила ионизация нейтрального водорода светом первых звезд и квазаров. Однако, несмотря на их значимость, карликовые галактики все еще очень плохо изучены. Это не удивительно: их светимость почти в 100 раз меньше светимости Млечного Пути, поэтому они трудно поддаются наблюдению даже с помощью самых лучших телескопов.

Однако если перед небольшой галактикой пройдет какой-нибудь массивный астрономический объект, например скопление галактик, то ее яркость для наблюдателя может быть увеличена. Такое явление называется гравитационным линзированием. Оно возникает из-за того, что астрономический объект своим гравитационным полем искажает и усиливает свет фонового объекта во время прохождения между ним и наблюдателем.

Это явление помогло астрономам увидеть далекие карликовые галактики. С помощью камеры Wide Field Camera 3 на телескопе «Хаббл» они сделали снимки трех крупных галактических скоплений, которые выступали в роли гравитационных линз. Анализ искривленного ими излучения позволил исследователям получить выборку из 780 карликовых галактик с абсолютной звездной величиной в ультрафиолетовом диапазоне менее −12,5 (галактики средней светимости имеют абсолютную болометрическую звездную величину от -17 до -15) . Эти галактики появились в то время, когда нашей Вселенной было от 2 до 6 миллиардов лет (1 < z < 3).

Все карликовые галактики были в 10-100 раз тусклее ранее обнаруженных галактик того же возраста. Расчеты исследователей показывают, что несмотря на свою «бледность» именно такие галактики производили более половины ультрафиолетового излучения в ту эпоху. Такой вывод исследователи сделали на основе анализа функции светимости, которая используется для предполжения о распределении галактик по светимости (и по массам) и описывается уравнением Шехтера. Астрономы рассчитали полную светимость всех галактик в ультрафиолетовом диапазоне на красных смещениях 1 < z < 3, и вычислили, сколько ультрафиолетового излучения привносят карликовых галактики. Также ученые предполагают, что миллиарды лет назад карликовые галактики были наиболее многочисленным видом галактик во Вселенной.

Гравитационное линзирование часто помогает астрономам обнаружить далекие объекты. Например, недавно благодаря ему астрономы смогли впервые описать внутреннее строение галактики, расположенной в 11,7 миллиардах световых лет от Земли. Кроме того, гравитационное линзирование помогает исследовать и менее крупные объекты, такие как планетные системы.

Кристина Уласович