Najlepsze jak dotąd zdjęcie pradawnego galaktycznego mergera

Przy pomocy wielu największych radioteleskopów i teleskopów optycznych, w tym interferometru Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) i sieci radioteleskopów VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) astronomowie uzyskali najlepszy jak dotąd obraz zderzających się ze sobą galaktyk bardzo wczesnego Wszechświata.

Celem wykonania takich obserwacji zespół naukowców musiał też wspomóc się zjawiskiem soczewkowania grawitacyjnego – czyli użyć potężnej „lupy”, dzięki której można znacznie powiększyć docierający do nas obraz bardzo dalekiej struktury. Te nowe badania galaktyki H-ATLAS J142935.3-002836 wykazały, że ów złożony i bardzo od nas odległy obiekt wygląda zaskakująco podobnie do znanej nam pary położonych dużo bliżej, zderzających się galaktyk, znanych jako Anteny.

Kosmiczne soczewki zbudowane są z bardzo masywnych ciał kosmicznych, takich jak galaktyki i gromady galaktyk, które mają zdolność zaginania światła znajdujących się za nimi, w tle, obiektów - ze względu na swe silne pole grawitacyjne. To właśnie tzw. efekt soczewkowania grawitacyjnego. Jego możliwości w zakresie optycznego powiększania obrazów bardziej odległych, świecących ciał pozwalają astronomom badać właśnie te ciała, które w przeciwnym razie byłyby dla nas niewidoczne lub ledwo widoczne. Dzięki temu w opisywanych tu badaniach można też było bezpośrednio porównać lokalne, kolidujące galaktyki z tymi odległymi od nas o wiele milionów lat świetlnych – widzimy je bowiem takimi, jakimi były, gdy nasz Wszechświat liczył sobie około połowy obecnego wieku.

Aby jednak dało się właściwie wykorzystać to zjawisko, daleka galaktyka, której chcemy się bliżej przyjrzeć, oraz powiększająca ją, bliższa i masywna soczewka grawitacyjna muszą leżeć dokładnie na tej samej linii widzenia. To zwykle nieliczne przypadki, jednak wykonując obserwacje w podczerwieni i na falach milimetrowych można takie soczewki znaleźć nieco łatwiej. HATLAS J142935.3-002836 (H1429-0028) to właśnie jeden z takich przypadków. Został on znaleziony w ramach przeglądu Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey (HATLAS). Należy do najjaśniejszych obiektów soczewkowanych grawitacyjnie w dziedzinie dalekiej podczerwieni.

Naukowcy zamierzają zbadać go jeszcze bardziej szczegółowo. Wykorzystają w tym celu zaawansowane kampanie obserwacyjne przy użyciu najsilniejszych dziś teleskopów, w tym HST, ALMA, Teleskopy Kecka i interferometr radiowy VLA. Zdjęcia z Hubble'a i Kecka ujawniają jak na razie, że badany układ jest złożony z dwóch zderzających się galaktyk. Dalsze obserwacje wykonane za pomocą VLA i ALMA pokazały o wiele więcej szczegółów. W szczególności ALMA może śledzić rozkład tlenku węgla, co z kolei umożliwia szczegółowe badania mechanizmów tworzenia się gwiazd w galaktykach. Obserwacje te pozwalają również zmierzyć parametry ruchu materii. Było to niezbędne, aby wykazać, że galaktyki faktycznie ulegają kosmicznej kolizji, tworząc przy okazji setki nowych gwiazd rocznie, a jedna z tych galaktyk wciąż wykazuje oznaki rotacji w obszarze pierwotnego dysku.

Układ tych dwóch zderzających się galaktyk przypomina bardzo spektakularny obiekt znajdujący się o wiele bliżej nas: słynne Anteny, czyli merger dwóch galaktyk spiralnych.

Czytaj więcej:

• Cały artykuł: Hugo Messias et al., Herschel-ATLAS and ALMA. HATLAS J142935.3-002836, a lensed major merger at redshift 1.027