Przejdź do treści

Halo młodych galaktyk kluczem do poznania ich ewolucji

Zespół astronomów odkrył nowy sposób na ujawnienie tajemnic powstawania i ewolucji pierwszych galaktyk.

W badaniu opublikowanym niedawno w The Astrophysical Journal Letters główna autorka – Dawn Erb z University of Wisconsin-Milwaukee oraz jej zespół, po raz pierwszy wykorzystali nowe możliwości Obserwatorium Kecka na Mauna Kea do zbadania Q2343-BX418, małej, młodej galaktyki znajdującej się około 10 mld lat świetlnych od Ziemi.

Ta odległa galaktyka jest analogiczna do młodszych galaktyk, które są zbyt słabe, aby mogły być szczegółowo badane, co czyni ją idealnym kandydatem, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak galaktyki wyglądały niedługo po narodzinach Wszechświata. 

BX418 przyciąga również uwagę astronomów z powodu swojego gazowego halo, które emituje specjalny rodzaj światła.

W ciągu ostatnich dziesięcioleci astronomowie dowiedzieli się, że gazowe halo otaczające galaktyki świecą szczególnym rodzajem promieniowania ultrafioletowego zwanego emisją Lyman-alfa. 

Zespół Erb użył jednego z najnowszych instrumentów obserwacyjnych – Keck Cosmic Web Imager (KCWI) – aby przeprowadzić szczegółową analizę spektralną gazowego halo BX418. Jego właściwości mogą dostarczyć wskazówek na temat gwiazd tworzących się w galaktykach.

Gaz z halo galaktyki może wpływać do jej wnętrza, co zapewnia paliwo do tworzenia nowych gwiazd. Natomiast wypływ gazu z galaktyki do halo ogranicza jej zdolności do tworzenia gwiazd. Zatem zrozumienie złożonych interakcji zachodzących w gazowym halo jest kluczowe, aby dowiedzieć się, w jaki sposób galaktyki tworzą gwiazdy a także jak ewoluują.

Najnowsze badanie wykorzystujące KCWI dodaje szczegółów i przejrzystości do obrazu galaktyki i jej gazowego halo, do których astronomowie wcześniej nie mieli dostępu. Instrument ten jest specjalnie zaprojektowany do badania delikatnych prądów słabego gazu, które łączą galaktyki, znanych jako kosmiczne sieci.

Zespół Erb wykorzystał ten instrument do zarejestrowania widma emisji Lyman-alfa w halo BX418. Pozwoliło im to na prześledzenie gazu, wyznaczenie jego prędkości i rozmiaru przestrzennego, a następnie na stworzenie trójwymiarowej mapy pokazującej strukturę gazu oraz jego zachowanie.

Dane zespołu sugerują, że galaktyka jest otoczona z grubsza sferycznym wypływem gazu i że istnieją znaczne różnice w zakresie gęstości i prędkości tego gazu.

Na razie badania przeprowadzono dla jednej galaktyki, więc aby przekonać się, czy wyniki te są typowe, należy zbadać więcej galaktyk.

Teraz, gdy zespół odkrył nowy sposób na poznanie właściwości gazowego halo, astronomowie mają nadzieję, że dalsza analiza zebranych danych i symulacje komputerowe modelujące procesy dostarczą dodatkowy wgląd w charakterystykę pierwszych galaktyk we Wszechświecie.

Kiedy astronomowie będą pracować nad bardziej szczegółowym modelowaniem, będą mogli przetestować, w jaki sposób właściwości emisji Lyman-alfa w gazie halo są powiązane z właściwościami samych galaktyk, co następnie powie im coś o tym, jak powstawanie gwiazd w galaktykach wpływa na gaz w halo.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Więcej:
Young Galaxy’s Halo Offers Clues To Its Growth And Evolution

Źródło: Keck Observatory

Na zdjęciu: Wizja artystyczna przedstawiająca gazowe halo otaczające galaktykę, oświetlone wąskim pasmem światła UV zwanego emisją Lyman-alfa. Gazowe halo BX418 jest około 10 razy większe, niż sama galaktyka. Źródło: T. KLEIN, UWM