Проведены наблюдения галактик эпохи реионизации

<< К списку новостей  |  Показать новости:   2011, Январь 2011, Февраль 2011, Март 2011, Апрель 2011, Май 2011, Июнь 2011, Июль 2011, Август 2011, Сентябрь 2011, Октябрь 2011, Ноябрь 2011, Декабрь 2012, Январь 2012, Февраль 2012, Март 2012, Апрель 2012, Май 2012, Июнь 2012, Июль 2012, Август 2012, Сентябрь 2012, Октябрь 2012, Ноябрь 2012, Декабрь 2013, Январь 2013, Февраль 2013, Март 2013, Апрель 2013, Май 2013, Июнь 2013, Июль 2013, Август 2013, Сентябрь 2013, Октябрь 2013, Ноябрь 2013, Декабрь 2017, Ноябрь 2018, Май 2018, Июнь 2019, Апрель 2019, Май 2020, Апрель 2020, Август 2021, Март 2021, Май

Опубликовано: 26 Октября 2011

Интернациональная группа астрономов выполнила спектроскопические наблюдения двадцати удалённых галактик эпохи реионизации, одного из важнейших этапов развития молодой Вселенной.

Стоит сразу напомнить, что Вселенная в начале своего существования была (предположительно) заполнена плазмой, но последующее расширение и охлаждение сделали образование нейтрального водорода энергетически выгодным, и доля свободных электронов и протонов резко снизилась. Источники излучения в тот период отсутствовали, вследствие чего он обозначается как «тёмные века». Вскоре во Вселенной начали появляться первые звёзды и галактики, излучение которых запустило процесс реионизации — повторной ионизации газа. Когда он завершился, межгалактическое пространство стало прозрачным для фотонов УФ-излучения, ранее поглощавшихся нейтральным водородом.

Обрабатывая последние данные с «Хаббла», учёные выделили довольно большую группу удалённых галактик, которые могли бы участвовать в реионизации. Эти результаты, однако, считались не слишком надёжными, так как оценка красного смещения для галактик, попавших в выборку, не проверялась спектроскопическими методами.

В новой работе, посвящённой, в отличие от прочих, спектроскопическим наблюдениям, были протестированы 20 кандидатов в удалённые галактики с красным смещением z ~ 7, которое примерно соответствует расстоянию в 13 млрд световых лет. Исследование, ориентированное на регистрацию спектральной линии лайман-альфа (Lα), проводилось летом 2010-го на спектрографе FORS2 «Очень большого телескопа». Lα в спектре водорода отвечает переход атомов из первого возбуждённого состояния в основное и длина волны в 1215,7 Å, попадающая в область вакуумного ультрафиолета.

Нужная линия обнаружилась в спектрах пяти галактик. Первоначальная оценка красного смещения везде оказалась близка к истинным значениям: пять измеренных величин z попадают в диапазон 6,7 < z < 7,1. У галактики NTTDF–6345, к примеру, Lα лежит на 9364 Å, что даёт z = (9364 – 1215,7)/1215,7 = 6,7. Во всех пяти случаях учёные также определили эквивалентную ширину линии Lα, показывающую, какому участку непрерывного спектра в окрестности спектральной линии соответствует её полная интенсивность.

Поскольку эквивалентная ширина характеризует интенсивность линии лайман-альфа, наблюдения за тем, как ширина изменяется со временем, позволяют оценить эффект реионизации. Сравнивая полученные результаты с известными данными по менее удалённым галактикам на z ~ 6, астрономы отметили явный недостаток объектов со средней (20–55 Å) эквивалентной шириной Lα; следовательно, доля нейтрального водорода во Вселенной на временнóм отрезке 6 < z < 7 снижалась очень быстро. «Мы видим резкое изменение условий в молодой Вселенной, — говорит руководитель работы Лаура Пентериччи (Laura Pentericci) из Римской астрономической обсерватории. — Когда её возраст составлял 780 млн лет, в ней было довольно много нейтрального водорода, но уже через 200 млн его объём сократился, что способствовало распространению излучения лайман-альфа».

Полная версия отчёта будет опубликована в издании Astrophysical Journal; текст статьи можно скачать отсюда.

Источник:"Компьютерра–Онлайн"