Przejdź do treści

Soczewkowanie grawitacyjne ujawniło najjaśniejsze galaktyki podczerwone

Możemy już badać najjaśniejsze z najdalszych i zarazem najstarszych galaktyk! Dzięki nim mamy szansę dowiedzieć się czegoś więcej o formowaniu się gwiazd we wczesnym Wszechświecie.
 
Soczewkowanie grawitacyjne to efekt zachodzący, gdy światło odległego obiektu “tła”, na przykład kwazara lub galaktyki, jest odkształcane i wzmacniane przez znajdujące się na jego drodze do ziemskiego obserwatora silne pole grawitacyjne. Pozwala nam on dostrzec obiekty, które w innych okolicznościach pozostałyby niewidoczne ze względu na zbyt dużą odległość. Dzięki temu możemy też obserwować większość galaktyk jasnych na falach podczerwonych.
 
James Lowenthal wraz ze swym zespołem ze Smith College badali w ten sposób galaktyki znane jako ULIRGS (po polsku: ultrajasne galaktyki podczerwone). Charakteryzują się one wzmożonym tempem produkcji nowych gwiazd. Jednak podczas procesów gwiazdotwórczych wydzielają się też duże ilości pyłu, przez co blask tych galaktyk jest dla nas przesłonięty lub znacząco zmieniany przez ten pył, absorbujący i następnie ponownie emitujący osłabione światło galaktyki na fali o większej długości - w podczerwieni. Dlaczego jednak galaktyki podczerwone przechodzą aż tak intensywne procesy tworzenia się gwiazd? Odpowiedź na to pytanie jest kluczem do zrozumienia pełnego obrazu ewolucji galaktyk.
 
Zespół Lowenthala zajął się w tym celu danymi zbieranymi przez satelitę Planck, którego głównym zadaniem jest badanie mikrofalowego promieniowania tła. Ale satelita ten obserwuje niebo właśnie na falach podczerwonych i submilimetrowych, dzięki czemu mógł dostrzec jasne galaktyki podczerwone. Na bazie tych danych naukowcy skompletowali próbkę 31 najjaśniejszych źródeł - galaktyk intensywnie produkujących nowe gwiazdy, które istniały od 8 do około 11,5 miliardów lat temu. Szacuje się, że tempa ich procesów gwiazdotwórczych były nawet 1000 większe niż w przypadku naszej Drogi Mlecznej!
 
Galaktyki te są w rzeczywistości tak aktywne, że nie są już nawet klasycznymi obiektami typu ULIRGS. To absolutnie najjaśniejsze z zaobserwowanych galaktyk! Astronomowie z zespołu Lowenthala przyjrzeli się im więc dokładniej za pomocą Kosmicznego Teleskopu Herschela i interferometru radiowego VLA (Very Large Array). Wykorzystali także Wielki Teleskop Milimetrowy (Large Millimeter Telescope) do oceny odległości dzielącej nas od tych niesamowitych obiektów.
 
Wciąż jednak nie wiadomo było, jaka jest ich dokładna natura, i dlaczego formuje się w nich aż tak wiele gwiazd. Z pomocą przyszedł to sam Teleskop Hubble’a. Typowe galaktyki podczerwone są dla niego niewidoczne ze względu na przesłanianie ich światła przez pył, ale te z próbki Lowenthala były tak jasne, że mimo to HST mógł je zobaczyć w dziedzinie optycznej. Do dziś sfotografował 11 obiektów z całej próbki.
 
Ku uciesze i zaskoczeniu naukowców okazało się, że są one “powiększone grawitacyjnie” na skutek soczewkowania. Między nimi a Ziemią muszą znajdować się masywne gromady galaktyk, które odpowiednio zakrzywiają ich odległe światło. W ten sposób lista znanych soczewek grawitacyjnych znacznie się wydłużyła, choć w ogóle nie podejmowano próby ich wykrycia w ramach omawianego projektu.
 
Powiększone obrazy galaktyk podczerwonych cechują się bardzo dużą szczegółowością. Mimo częściowego zniekształcenia na skutek procesu soczewkowania zespół Lowenthala planuje wykorzystać je do zrekonstruowania rzeczywistych wizerunków tych dawnych i odległych galaktyk. Rezultat tych prac być może pozwoli astronomom lepiej zrozumieć mechanizmy formowania się gwiazd w galaktykach w najmniejszych skalach przestrzennych.

 
Czytaj więcej:
 
 
Źródło: astronomy.com
 
 
Zdjęcie: Kosmiczny Teleskop Hubble’a sfotografował najjaśniejsze podczerwone galaktyki gwiazdotwórcze w odległym Wszechświecie. Okazuje się, że światło wszystkich znalezionych obiektów tego typu jest wzmocnione na skutek soczewkowania grawitacyjnego.
Źródło: NASA, ESA, and J. Lowenthal (Smith College)