Следы первых звезд в древней пыли
Посредством телескопа ALMA астрологи зарегистрировали огромные веса светящейся межзвездной пыли в галактике с красным смещением, соответствующим всего четырем процентам нынешнего возраста Вселенной. Мы замечаем эту галактику практически сразу после ее образования – это самая далекая галактика из всех, в которых отыскана пыль.
К тому же это самое громадное расстояние, на котором зарегистрирован кислород. Новые результаты дают совсем новое познание финального взрыва и процессов рождения звезд самого первого поколения, сообщается в пресс-релизе Европейской южной обсерватории (ESO).
Галактика A2744_YD4
© ESO/M. Kornmesser
Интернациональная несколько астрологов под управлением Николаса Лапорта (Nicolas Laporte) из Университетского колледжа в Лондоне замечала на телескопе ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) самую молодую и самую далекую из всех до сих пор наблюдавшихся на ALMA галактик: A2744_YD4. Ученые с удивлением поняли, что эта юная галактика содержит много межзвездной пыли, оставшейся по окончании окончания эволюционного пути более раннего поколения звезд.
Последующие наблюдения с приемником X-shooter на Весьма Громадном Телескопе ESO подтвердили огромное расстояние до A2744_YD4. Мы замечаем эту галактику в момент, в то время, когда возраст Вселенной был всего 600 миллионов лет, в эру формирования галактик и первых звёзд.
Это время соответствует красному смещению z=8.38, другими словами эре реионизации. Водород во Вселенной сейчас ионизировался излучением появляющихся квазаров и звёзд.
«A2744_YD4 не только есть самой далекой галактикой из всех наблюдавшихся на ALMA, – говорит Николас Лапорт, – но обнаружение в ней для того чтобы количества пыли говорит о том, что вспышки ранних сверхновых в том месте уже случились».
Космическая пыль состоит преимущественно из кремния, алюминия и углерода; размер ее зерен всего около миллионной доли сантиметра. Химические элементы, из которых состоят эти зерна, являются продуктами термоядерного синтеза, происходящего в звезд.
В то время, когда звезды умирают, пыль рассеивается в космическом пространстве. В частности, это происходит при взрывах сверхновых – конечной стадии существования короткоживущих массивных звезд.
На данный момент пыли в галактиках довольно много и она есть главным «стройматериалом» при формировании звезд, планет и сложных молекул. Но в ранней Вселенной, в то время, когда первое поколение звезд еще не успело погибнуть, пыль виделась редко.
Наблюдения запыленной галактики A2744_YD4 были вероятны вследствие того что она расположена на луче зрения сзади массивного скопления галактик Abell 2744. Это скопление – массивный объект на расстоянии 3,5 миллиарда световых лет от нас.
Считается, что он появился в следствии столкновения четырех скоплений галактик меньшего размера. Его прозвали Скоплением Пандоры из-за громадного количества необычных явлений, которые связаны с широкомасштабными столкновительными процессами, каковые происходили в течении приблизительно 350 миллионов лет.
Галактики составляют всего пять процентов массы скопления, а чёрное вещество – семьдесят пять процентов. Оно и снабжает замечательное гравитационное действие, нужное, дабы изгибать световые лучи от галактик фона и создавать их увеличенное изображение.
Остальные двадцать процентов неспециализированной массы скопления, как полагают, существуют в форме тёплого газа.
Скопление Abell 2744
© NASA, ESA, J. Merten, D. Coe (STScI)
Благодаря действию скопления Abell 2744 случилось гравитационноелинзирование: скопление сыграло роль огромного космического “телескопа”, увеличившего изображение более далекой A2744_YD4 приблизительно в 1,8 раз. Это и разрешило ученым посмотреть столь глубоко в раннюю Вселенную.
При наблюдениях A2744_YD4 на ALMA было кроме этого зарегистрировано излучение ионизованного кислорода. На таком расстоянии, и, следовательно, при таком возрасте Вселенной, кислород еще ни при каких обстоятельствах не обнаружили.
Прошлый итог, также полученный на ALMA в 2016 году, превзойден.
Обнаружение пыли в ранней Вселенной дает новую данные о том, в то время, когда происходили первые вспышки сверхновых, соответственно, и в то время, когда во Вселенной зажглись первые звезды. Определение времени этого “космического восхода солнца” – одна из наиболее значимых задач современной астрономии.
Изучение ранней межзвездной пыли может косвенно оказать помощь в ее ответе.
По оценке исследователей, в A2744_YD4 содержится количество пыли, эквивалентное 6 миллионам весов Солнца. Наряду с этим полная масса звезд данной галактики образовывает 2 миллиарда Солнц. Несколько кроме этого измерила темп звездообразования в A2744_YD4: 20 солнечных весов в год.
В Млечном Пути в год образуется всего одна звезда с массой Солнца. Таковой темп свидетельствует, что неспециализированная масса звезд, образующихся за ежегодно, эквивалентна 20 весам Солнца.
«Таковой темп звездообразования не есть необыкновенным для столь далекой галактики. Но он проливает свет на темп образования пыли в A2744_YD4, – растолковывает соавтор работы Ричард Эллис (Richard Ellis, ESO и Университетский колледж в Лондоне). – Превосходно, что время, нужное для создания наличного количества пыли – всего околo 200 миллионов лет, так что получается, что мы замечаем эту галактику через совсем маленькое время по окончании ее образования».
Так, интенсивное звездообразование началось примерно за 200 миллионов лет до эры, в которой мы замечаем эту галактику. Появляется прекрасный шанс применять ALMA для изучения эры появления галактик и первых звёзд – самой ранней эры замечаемой Вселенной.
Солнце, отечественная планета и мы сами являемся отдаленным на 13 миллиардов лет продуктом этого первого поколения звезд. Изучая образование, смерть и развитие первых звезд, мы тем самым исследуем отечественное собственное происхождение.
«Применять телескоп ALMA для более глубоких и широких наблюдений аналогичных галактик на столь раннем этапе существования Вселенной – весьма многообещающая возможность», – говорит Эллис. А Лапорт заключает: «Предстоящие подобные измерения открывают блестящие возможности изучения формирования и раннего звездообразования более тяжелых химических элементов все дальше во времени вглубь ранней Вселенной».
Результаты изучения представлены в статье “Dust in the Reionization Era: ALMA Observations of a z =8.38 Gravitationally-Lensed Galaxy”, N.Laporte и др., которая публикуется в The Astrophysical Journal Letters.
Источник: polit.ru
Как зажигались первые звезды во Вселенной
