Astronomai, naudodami deguonį, patvirtina tolimiausios galaktikos amžių


Astronomai patvirtina tolimiausios galaktikos amžių su deguonimi

Galaktikos GHZ2/GLASS-z12 vaizdas su susijusiu ALMA spektru. ALMA giluminiai spektroskopiniai stebėjimai atskleidė spektrinės emisijos liniją, susijusią su jonizuotu deguonimi netoli galaktikos, kurios stebimas dažnis pasislinko dėl Visatos plėtimosi nuo tada, kai buvo išspinduliuota linija. Autoriai: NASA / ESA / CSA / T. Treu, UCLA / NAOJ / T. Bakx, Nagoya U

Naujas tyrimas, kuriam vadovavo jungtinė Nagojos universiteto ir Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos komanda, išmatavo labai tolimos galaktikos kosminį amžių. Komanda naudojo ALMA radijo teleskopo matricą, kad aptiktų radijo signalą, kuris sklinda maždaug 97% visatos amžiaus. Šis atradimas patvirtina galaktikų egzistavimą pačioje ankstyvoje visatoje, kurią rado James Webb kosminis teleskopas. Tyrimas paskelbtas m Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniai pranešimai.

Galaktika, pavadinta GHZ2/GLASS-z12, iš pradžių buvo identifikuota JWST GLASS tyrime – tyrime, kuris stebi tolimą visatą ir už masyvių spiečių. galaktikos. Šie pastebėjimai susideda iš kelių vaizdų, naudojant skirtingus plačiajuosčius spalvų filtrus, panašius į atskiras RGB spalvas fotoaparate. Tolimose galaktikose šviesa mus pasiekia tiek ilgai, kad dėl visatos plėtimosi šios šviesos spalva pasislinko link raudonojo matomos šviesos spektro galo vadinamajame raudonajame poslinkyje. Dėl to raudona GHZ2 / GLASS-z12 spalva padėjo mokslininkams nustatyti, kad jis yra vienas įtikinamiausių kandidatų į tolimąją galaktiką, kurią jie stebėjo.

Per pirmąsias kelias JWST stebėjimo savaites buvo nustatyta tiek daug ryškių tolimų galaktikų, kad tai sutrukdė mūsų pagrindiniam supratimui apie ankstyviausių galaktikų susidarymą. Tačiau šios raudonos spalvos rodo tik tolimą galaktiką ir gali būti labai dulkių turtinga galaktika, apsimetanti kaip tolimesnis objektas. Tik tiesioginiai spektrinių linijų stebėjimai – linijos, esančios galaktikos šviesos spektre, naudojamos esamiems elementams identifikuoti – gali tvirtai patvirtinti tikrus šių galaktikų atstumus.

Iškart po šių ankstyvųjų galaktikų kandidatų atradimo, du Nagojos universiteto ir Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos mokslininkai panaudojo keturiasdešimt ALMA masyvo radijo teleskopų Čilėje, kad gautų spektrinę liniją, patvirtinančią tikrąjį galaktikų amžių. .

ALMA nurodė GHZ2 / GLASS-z12, kad ieškotų emisijos linijos, susijusios su deguonimi, numatomu dažniu, kurį siūlo JWST stebėjimai. Deguonis yra paprastai gausus elementas tolimose galaktikose dėl gana trumpo susidarymo laiko, todėl komanda nusprendė ieškoti deguonies emisijos linijos, kad padidintų aptikimo tikimybę.

Astronomai, naudodami deguonį, patvirtina tolimiausios galaktikos amžių

Radijo teleskopo matrica ALMA tiksliai nustatė tolimos JWST identifikuotos galaktikos GHZ2/GLASS-z12 kosminį amžių, praėjus 367 milijonams metų po Didžiojo sprogimo. ALMA giluminiai spektroskopiniai stebėjimai atskleidė spektrinės emisijos liniją, susijusią su jonizuotu deguonimi netoli galaktikos, kurios stebimas dažnis pasislinko dėl visatos plėtimosi nuo tada, kai buvo išspinduliuota linija. Šis stebėjimas patvirtina, kad JWST gali žiūrėti į rekordinius atstumus, ir skelbia šuolį mūsų gebėjime suprasti ankstyviausių visatoje galaktikų susidarymą. Autoriai: NASA / ESA / CSA / T. Treu, UCLA / NAOJ / T. Bakx, Nagoya U.

Sujungusi kiekvieno iš savo 12 metrų teleskopų signalą, ALMA sugebėjo aptikti emisijos liniją arti galaktikos padėties. Stebėtas linijos raudonasis poslinkis rodo, kad galaktiką matome tokią, kokia buvo praėjus vos 367 milijonams metų po Didžiojo sprogimo.

„Pirmieji Jameso Webbo kosminio teleskopo vaizdai atskleidė tiek ankstyvųjų galaktikų, kad manėme, kad turime išbandyti jos rezultatus naudodami geriausią observatoriją Žemėje“, – sakė pagrindinis autorius Tomas Bakxas iš Nagojos universiteto. „Tai buvo labai įdomus metas būti stebėjimo astronomu, ir mes galėjome stebėti stebėjimų, kurie tikrins JWST rezultatus realiuoju laiku, būseną.

„Iš pradžių buvome susirūpinę dėl nedidelio aptikto deguonies padėties skirtumo emisijos linija ir galaktika, kurią matė Webbas“, – pažymi autorius Tomas Bakxas, – tačiau mes atlikome išsamius stebėjimų testus, kad patvirtintume, jog tai tikrai patikimas aptikimas, ir tai labai sunku paaiškinti bet kokiu kitu aiškinimu.

Vienas iš Japonijos nacionalinės astronomijos observatorijos autorių Jorge Zavala priduria: „Šviesių linijų spinduliavimas rodo, kad ši galaktika greitai praturtino savo dujų rezervuarus sunkesniais už vandenilį ir helią elementais. Tai suteikia mums tam tikrų užuominų apie galaktikos formavimąsi ir evoliuciją. Pirmosios kartos žvaigždės ir jų gyvavimo laikas. Mažas deguonies dujų ir žvaigždžių emisijos atskyrimas taip pat gali reikšti, kad šios ankstyvosios galaktikos nukentėjo nuo smarkių sprogimų, kurie nusviedė dujas nuo galaktikos centro į galaktiką supančią sritį ir netgi toliau.”

“Šie gilūs ALMA stebėjimai pateikia tvirtų galaktikų egzistavimo per pirmuosius kelis šimtus milijonų metų po Didžiojo sprogimo įrodymus ir patvirtina stebinančius Webb stebėjimų rezultatus. JWST darbas dar tik prasidėjo, bet mes jau koreguojame savo modeliai, kaip galaktikos formuojasi ankstyvojoje visatoje, kad atitiktų šiuos stebėjimus. Bendra Webb ir radijo teleskopo matricos ALMA galia suteikia mums pasitikėjimo savo kosminius horizontus vis labiau priartinti prie visatos aušros.

Daugiau informacijos:
Tom JLC Bakx ir kt., Deep ALMA raudonojo poslinkio paieška az ~ 12 GLASS-JWST galaktikos kandidato, Karališkosios astronomijos draugijos mėnesiniai pranešimai (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac3723

Citata: Astronomai patvirtina tolimiausios galaktikos amžių naudodami deguonį (2023 m. sausio 25 d.), gautą 2023 m. sausio 25 d. iš https://phys.org/news/2023-01-astronomers-age-distant-galaxy-oxygen.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.