Астрономы впервые увидели свечение газовых оболочек древних галактик
Галактики в молодой Вселенной были окружены гигантскими резервуарами атомарного водорода — астрономам впервые удалось увидеть их слабое свечение, которое в прошлые эпохи охватывало почти все небо, сообщает Европейская южная обсерватория. Результаты работы ученых приведены в статье, опубликованной в журнале Nature.
В 2004 году космический телескоп «Хаббл» в течение 270 часов наблюдал область в созвездии Печи, которая в последствии получила название Hubble Ultra Deep Field (HUDF). С помощью полученных им данных, ученые составили крайне подробную карту этого участка неба, которая показала, что район, который выглядел для других телескопов как темное беззвездное пятно, скрывает тысячи далеких галактик. Теперь исследователи использовали приемник MUSE, установленный на телескопе VLT, чтобы заглянуть еще глубже.
Группа ученых под руководством Лутца Висоцки (Lutz Wisotzki) из Потсдамского астрофизического института наблюдали участок Hubble Ultra Deep Field в 2014 и 2016 годах в течение 58 часов. Неожиданно для себя они обнаружили, что почти вся наблюдаемая ими область неба излучает на водородной линии Лайман-альфа. Такое «свечение» возникает в результате электронных переходов в атомах водорода. При этом испускается ультрафиолетовое излучение с длиной волны 122 нанометра, которое полностью поглощается земной атмосферой. Обычно Лайман-альфа излучение характерно для рассеянных облаков нейтрального водорода с температурами порядка 104—105 кельвинов.
Регистрация Лайман-альфа излучения в области HUDF означает, что астрономам впервые удалось увидеть слабое излучение газовых оболочек самых ранних галактик (красное смещение z от 3 до 6). На опубликованном составном снимке Лайман-альфа излучение, показанное голубым цветом, наложено на обычное оптическое поле HUDF.
Ученым неизвестно, почему облака водорода излучают на линии Лайман-альфа. Они предполагает, что это может происходить из-за влияния ультрафиолетового фонового излучения, однако чтобы точно ответить на этот вопрос, необходимы дополнительные исследования.
«В будущем мы планируем выполнить еще более чувствительные измерения. Мы хотим определить, как эти гигантские космические резервуары атомарного водорода распределены в пространстве», — заключает руководитель группы Лутц Висоцки.
В прошлом астрономы обнаружили древние галактики, которые ярко светятся только на линии Лайман-альфа. Увидеть их удалось также с помощью приемника MUSE.
Кристина Уласович
Это может говорить о потенциальной обитаемости экзопланеты
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил доказательства того, что экзопланета K2-18b может быть гикеаном, обладающим водным океаном, а не суперземлей или мини-нептуном. Кроме того, в ее атмосфере нашлись следы биомаркера диметилсульфида, что делает экзопланету интересной целью для изучения с точки зрения потенциальной обитаемости. Статья принята к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters, кратко о работе сообщается на сайте обсерватории. Гикеаны описываются как субнептуны с умеренными температурами, обладающие глобальным водным океаном и обширной атмосферой, богатой водородом. Эти тела могут обладать радиусами 1-2,6 радиуса Земли и массой 1-10 масс Земли и пока что представлены лишь несколькими кандидатами — подтвержденных экзопланет такого типа еще неизвестно. Большой интерес для ученых гикеаны представляют из-за значительно более широкой обитаемой зоны по сравнению с планетами земной группы и удобства потенциальных поисков биомаркеров в атмосферах Группа астрономов во главе с Никку Мадхусудханом (Nikku Madhusudhan) из Кембриджского университета опубликовала результаты спектрометрических наблюдений за атмосферой экзопланеты K2-18b, проведенных при помощи инструментов NIRISS и NIRSpec телескопа «Джеймс Уэбб». Наблюдения велись в диапазоне длин волн 0,9–5,2 микрометра в 2023 году во время двух событий прохождения планеты по диску своей звезды. K2-18b обращается вокруг красного карлика, расположенного в 111 световых годах от Солнца в созвездии Льва, и открыта в 2017 году. Экзопланета попадает в обитаемую зону, обладает массой 8,63 массы Земли, радиусом 2,61 радиуса Земли и равновесной температурой 250–300 кельвинов. В 2019 году в ее атмосфере обнаружили водяной пар. Экзопланета считалась кандидатом в гикеан, скалистую суперземлю или мини-нептун. Исследователи обнаружили в атмосфере K2-18b, богатой водородом, метан и углекислый газ и не нашли аммиака, что согласуется с моделью глобального океана, скрытого под тонкой и холодной атмосферой. Кроме того, они не обнаружили водяной пар, угарный газ и синильную кислоту, хотя установленные верхние пределы их содержания тоже соответствуют предсказаниям модели. В атмосфере субнептуна также обнаружились потенциальные следы диметилсульфида, который рассматривается как биомаркер в виде продукта жизнедеятельности бактерий и фитопланктона. Это тоже говорит в пользу идеи о том, что K2-18b представляет собой гикеан, а не скалистую или богатую летучими веществами планету с обширной водородной атмосферой или скалистую планету с тонкой водородной атмосферой. Однако, что касается потенциальной обитаемости экзопланеты, то она под вопросом, так как факт обнаружения диметилсульфида, его точное содержание и происхождение (биогенное или абиогенное) должны помочь установить будущие наблюдения за K2-18b. Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел толстые слои облаков в атмосфере близкого субнептуна.