Przejdź do treści

ALMA widzi galaktyki rezydujące w super halo

Dzięki ogromnej czułości sieci interferometrycznej ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) astronomowie bezpośrednio zaobserwowali parę podobnych do Drogi Mlecznej galaktyk pochodzących z czasu, gdy Wszechświat liczył sobie osiem procent swego obecnego wieku. Ci praprzodkowie współczesnych, wielkich galaktyk spiralnych otaczani są przez ogromne hala – tak zwane obiekty typu super halo, złożone z wodoru i rozciągające się na dziesiątki do tysięcy lat świetlnych poza galaktyczne dyski.

Astronomowie początkowo wykrywali te galaktyki poprzez badanie intensywnego światła położonych w jeszcze większych odległościach kwazarów. Światło to na swej drodze do obserwatora na Ziemi przechodzi przez galaktyki, „zbierając” unikalne wzorce widmowe otaczającego je gazu. Technika ta me jednak swe wady -  nie pozwala między innymi na bezpośrednie zaobserwowanie światła emitowanego przez galaktykę, ponieważ ginie ono wówczas w świetle dużo jaśniejszego od niej kwazara.

Radioteleskopy ALMA (ESO) pozwalają na dużo więcej. Astronomowie mogą obserwować naturalna poświatę galaktyk na falach milimetrowych. Powstaje dzięki zjonizowanym atomom węgla, które znajdują się w gęstych i pełnych pyłu obszarach formowania się gwiazd w galaktykach. Taki wzorzec związany z węglem jest jednak w znaczącym stopniu przesunięty względem widmowych wzorców gazu, które wcześniej zaobserwowano dzięki absorpcji kwazarów. Wynika z tego prawdopodobnie, że gazowa otoczka galaktyk rozciąga się daleko, daleko poza ich zbudowaną głównie z gwiazd strukturę dyskową. A zatem galaktyki te są zanurzone w czymś na kształt masywnego halo złożonego z wodoru. Odległości wynikające z badań kwazarów i dwóch bezpośrednio zaobserwowanych teleskopami ALMA  galaktyk są rzędu 137 tysięcy i 59 tysięcy lat świetlnych! Zgodnie z tymi badaniami neutralny gaz wodorowy, wykryty na drodze absorpcji światła kwazarów, jest najprawdopodobniej częścią rozległego halo lub tylko rozciągłego dysku gazowego otaczającego galaktyki.

Nowe dane zebrane przez sieć ALMA dowodzą, że te młodziutkie galaktyki już wtedy musiały rotować. Obrót wokół osi jest z kolei jest jedną z cech charakterystycznych masywnych galaktyk spiralnych, które widzimy dziś we Wszechświecie. Obserwacje ALMA ujawniają także, że obie galaktyki tworzą nowe gwiazdy w dość znacznym tempie, które dla jednej wynosi nieco ponad 100, a dla drugiej - 25 mas słonecznych rocznie. Są to więc galaktyki masywne, bogate w pył, z aktywnymi procesami gwiazdotwórczymi.

Być może radioteleskopy ALMA rzwiązaly właśnie znany od dziesięcioleci problem formowania się gwiazd w galaktykach. Wiemy teraz, że przynajmniej niektóre z bardzo danych protogalaktyk posiadały rozległe halo, być może zawierające materię, która z czasem doprowadziła do ich wzrostu.

Dwie badane galaktyki – znane od teraz jako ALMA J081740.86+135138.2 i ALMA J120110.26+211756.2 – znajdują się w odległości rzędu 12 miliardów lat świetlnych do Ziemi. Związane z ich obserwacjami kwazary tła leżą jeszcze dalej – mniej więcej 12,5 miliardów lat świetlnych stąd.

Czytaj więcej


Źródło: ALMA

Zdjęcie: wyobrażenie progenitorów dużych galaktyk spiralnych w bardzo wczesnym Wszechświecie. W tle znajduje się położony dalej kwazar, który prześwieca przez masywne halo galaktyki. Badania wykonane sieci ALMA dowodzą, że halo tego typu może się rozciągać daleko poza dyskowy obszar tworzenia się gwiazd, typowy dla galaktyk podobnych pod względem budowy do naszej Drogi Mlecznej. Źródło: A. Angelich (NRAO/AUI/NSF).