Астрономы увидели самые далекие и тусклые галактики в истории
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.
«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.
Его происхождение пока неясно
Космический телескоп TESS обнаружил новый горячий нептун, который обладает аномально большой плотностью среди подобных экзопланет. Кроме того, экзопланета попадает в зону «пустыни горячих нептунов», природа которой неясна. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Явление «пустыни горячих нептунов» заключается в наблюдаемом дефиците экзопланет с радиусами от 2 до 9 радиусов Земли и массами от 10 до 250 масс Земли, которые обладают орбитальными периодами менее пяти дней. Его нельзя объяснить особенностями методик наблюдений, так как планеты, размером с Нептун и короткими орбитальными периодами, достаточно легко обнаружить при помощи транзитного метода. Предполагается, что возникновение «пустыни горячих нептунов» может быть связано с фотоиспарением газовых оболочек короткопериодных экзопланет под действием излучения звезд, неустойчивостью орбит планет при их миграции внутрь системы или процессами в протопланетном диске на этапе формирования планет. Группа астрономов во главе с Аресом Осборном (Ares Osborn) из Уорикского университета сообщила об обнаружении нового представителя горячих нептуноподобных экзопланет, который обращается вокруг звезды TOI-332. Первоначально кандидата обнаружил транзитным методом космический телескоп TESS, , затем открытие подтвердилось по фотометрическим данным наземных телескопов и спектроскопическим данным от инструмента HARPS. TOI-332 представляет собой оранжевый карлик с массой 0,88 массы Солнца и радиусом 0,87 радиуса Солнца. Звезда находится в 726,8 светового года от Солнца и характеризуется возрастом пять миллиардов лет. Вокруг карлика обращается экзопланета с радиусом 3,2 радиуса Земли и массой 57,2 массы Земли. Равновесная температура TOI-332b составляет 1871 кельвин, а орбитальный период — 0,77 дня, она попадает в «пустыню горячих нептунов». При этом планета обладает одной из самых больших плотностей среди всех обнаруженных на сегодняшний день планет размером с Нептун, которая составляет 9,6 грамма на кубический метр. Исследователи считают, что TOI-332b обладает незначительной водородно-гелиевой атмосферой, 30 процентов ее массы составляет железное ядро, 43 процента — твердая мантия, а еще 27 процентов массы приходятся на воду. Процесс фотоиспарения не способен объяснить потерю массы атмосферой экзопланеты, если предположить, что изначально она была похожа на Юпитер. Возможно, удалению газовой оболочки способствовали столкновения с другими телами или миграция с высоким эксцентриситетом или же планета изначально аккрециировала мало газа на этапе образования. Ранее астрономы обнаружили в «пустыне нептунов» первое обнаженное ядро экзопланеты.