Астрономы увидели самые далекие и тусклые галактики в истории

Водородные гало вокруг древних галактик, зарегистрированные MUSE

ESO/MUSE HUDF team

Астрономы, работающие с приемником MUSE на телескопе VLT, завершили самый глубокий спектроскопический обзор в истории. Им удалось измерить физические свойства галактик, которые появились менее чем через миллиард лет после Большого взрыва, а также определить расстояние до них. Кроме того, ученые обнаружили 72 кандидата в галактики, ярко излучающие только в водородной линии Лайман-альфа, что дополнительно указывает на их древность. О результатах работы рассказывается в пресс-релизе на сайте ESO, а также в специальном выпуске журнала Astronomy &Astrophysics.

Группа исследователей под руководством Ролана Бэкона (Roland Bacon) из Лионского университета наблюдала участок южного неба в области созвездия Печи, известный как Hubble Ultra Deep Field (HUDF). Впервые его исследовал «Хаббл» еще в 2004 году — отсюда и название. Космическому телескопу удалось «заглянуть» очень далеко — в эпоху, когда с момента Большого Взрыва прошло меньше миллиарда лет — и увидеть множество самых разных галактик. Позже область HUDF наблюдалась еще много раз как «Хабблом», так и другими телескопами, в результате чего удалось провести один из самых глубоких обзоров Вселенной на сегодня.

Теперь к исследованию подключился приемник MUSE, установленный на комплексе телескопов Very Large Telescope. С его помощью астрономы провели самые глубокие в истории астрономии спектроскопические наблюдения. Ученые точно измерили параметры 1600 галактик — за последнее десятилетие с помощью наземных телескопов на этом участке удалось подробно исследовать примерно в 10 раз меньше объектов. Данные MUSE позволяют нам исследовать очень слабые и далекие галактики, появившиеся около 13 миллиардов лет назад, когда Вселенная была еще очень молодой. Галактики, которые регистрирует приемник, в 100 раз тусклее тех, что удавалось зафиксировать в прежних обзорах.

В рамках обзора также было обнаружено 72 кандидата в галактики, которые излучают только на водородной линии Лайман-альфа. Такое излучение характерно для очень древних звезд. Тем не менее, современные модели звездообразования не могут полностью объяснить, почему эти галактики, интенсивно светятся в одной единственной линии.


Увидеть эти объекты удалось благодаря особенностям спектрографа MUSE — он обеспечивает получение спектра в каждом пикселе кадра. MUSE разбивает область обзора на 24 отдельных сегмента, каждый из которых делится еще на 48 фрагментов, что дает в общей сложности 1152 фрагментов. Спектрограф обрабатывает каждый из фрагментов, расщепляя свет в каждой точке на составляющиe его цвета, формируя спектр. Это позволяет измерить расстояние, цветовые характеристики и другие свойства наблюдаемых галактик — включая и такие, которые телескопом «Хаббл» увидеть нельзя.

«То, что мы знаем об этих галактиках — например, их химический состав — может дать только спектроскопия. И при этом мы не перебираем по одной галактику за галактикой, а узнаем все сразу для всех галактик!», — объясняет Ярле Бринкманн (Jarle Brinchmann), первый автор одной из работ по результатам обзора, сотрудник Лейденского университета в Нидерландах и Института астрофизики и космических исследований (CAUP) в Порто (Португалия).


Еще одной важной находкой стала систематическая регистрация ярких водородных гало вокруг галактик ранней Вселенной. Это позволит астрономам изучить, как потоки вещества попадают в ранние галактики и исходят из них. В публикуемой серии статей также говорится, что полученные данные могут использоваться для исследования роли слабых галактик в эпоху космической реионизации (начавшейся всего спустя 500 миллионов лет после Большого Взрыва), частоты слияния галактик в молодой Вселенной, галактических ветров, звездообразования, а также картографирования движений звезд в ранней Вселенной.

В прошлом году астрономы опубликовали самые глубокие снимки области неба, в четыре раза превышающей размер полной Луны. Они были получены в рамках обзора Ultra-Deep Survey (UDS). Исследователям удалось обнаружить свыше 250 тысяч галактик, несколько сотен из которых появились в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва.

Кристина Уласович

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.