• Observatorija
• Forums
• Zeme
• Saules sistēma
• Visums
  • Citplanētas
  • Zvaigznes
  • Zvaigžņu kopas
  • Miglāji
  • Galaktikas
  • Melnie caurumi
  • Tumšā matērija un enerģija
  • Lielais Sprādziens
  • Astroķīmija
  • Astrobioloģija
• Kosmosa kuģi
• Tehno loģijas
• Spin-off
• Vērojam debesis
• Vēsture
• Attēli un video
• Mazajiem par kosmosu
• Citas ziņas

12,5 miljardus gaismas gadus tāla galaktika

Starptautiskai astronomu komandai ir izdevies pirmo reizi noteikt attālumu līdz galaktikai HDF850.1. Atklājums izaicina un paplašina zināšanas par galaktiku veidošanos un attīstību Visumā. Šī galaktika ir viena no produktīvākajām zvaigžņu ražošanā novērojamajā Visuma daļā.

Attālums līdz galaktikai ir 12,5 miljardi gaismas gadu, kas nozīmē, ka astronomi to redz tādu, kāda tā bija pirms 12,5 miljardiem gadu, kad Visuma vecums bija mazāk nekā 10 procenti no pašreizējā.

Ne mazāk pārsteidzošs izrādījās atklājums, ka HDF850.1 ietilpst protogalaktiku grupā, kura izveidojusies pirmajos miljards gados Visuma pastāvēšanas vēsturē. Šī ir viena no divām līdz šim zināmajām protogalaktiku grupām.

"Galaktika ir īpaša, jo tā ir ļoti jauna, masīva un tajā neiedomājami strauji veidojas jaunas zvaigznes," pastāstīja Arizonas universitātes asistējošais profesors Brents Robertsons.

"Jebkuras norādes par to, kā šīs agrīnās galaktikas ir veidojušās, palīdz mums labāk izprast procesu," skaidroja Robertsons. "Mēs tās varam izmantot, lai pārbaudītu savus modeļus."

HDF850.1 tika atklāta 1998. gadā. Tā viena gada laikā saražo tik daudz zvaigznes, kuru masa līdzvērtīga 1000 Saulēm. Parasta galaktika, tāda kā Piena Ceļš, viena gada laikā saražo vidēji 1 līdz 4 Saules masas zvaigznes.

Tomēr šo gadu laikā galaktikai veiksmīgi izdevies izvairīties no attāluma noteikšanas. Kā tas iespējams?

"Milzīgs putekļu mākonis slēpj HDF850.1 no teleskopiem, kuri analizē Visumu redzamās gaismas diapazonā, pat Habla teleskops to nespēj ieraudzīt," teica Robertsons. "Ja nebūtu šī putekļu slāņa, galaktika spīdētu spoži un tās nokrāsa, pateicoties jaunajām zvaigznēm, būtu zilgana."

Habla kosmosa dzīļu izpētes apgabals (HDF), kurā atrodas galaktika, ir neliels reģions debesu sfērā, kuru astronomi izmanto, lai pētītu lielu daudzumu galaktiku dažādos Visuma attīstības posmos.

Tā kā redzamajā gaismā iegūtā informācija sniedz nepilnīgu ieskatu, zinātnieki Visuma izpētē izmanto dažādus elektromagnētiskā diapazona apgabalus.

1990. gadu nogalē šo reģionu pētīja, izmantojot Džeimsa Klerka Maksvela vārdā nosaukto teleskopu Havaju salās, kas Visumu redz submilimetru diapazonā. Šis viļņu garums no dažām milimetra desmitdaļām līdz milimetram ir īpaši pateicīgs aukstas gāzes un putekļu mākoņu izpētei.

"Tas, ka mēs neredzam galaktiku, nav nekāds brīnums," skaidroja grupas vadītājs Fabiāns Volters no Maksa Planka Astronomijas institūta Heidelbergā.

"Zvaigznes veidojas blīvos putekļu un gāzu mākoņos, kas redzamo gaismu praktiski nelaiž cauri, tādejādi noslēpjot galaktiku skatienam. Submilimetru starojums mākonim izlido netraucēti cauri, atklājot, kas slēpjas tā dzīlēs," piebilda Volters. "Tomēr informācijas trūkums plašākā viļņu diapazonā neļāva noteikt galaktikas sarkano nobīdi un attiecīgi tās vietu Visuma vēsturē."

"Mēs zinājām, kur vajag skatīties, bet nezinājām, cik tālu tā atrodas," teica Robertsons.

Izmantojot uzlaboto IRAM interferometru, kas atrodas Francijas Alpos un kurā apkopotas sešas radioantenas, zinātniekiem izdevās reģistrēt nepieciešamās spektrālās līnijas, lai precīzi noteiktu attālumu līdz galaktikai.

Zinātnieki bija pārsteigti, ka HDF850.1 ir spožākais starojuma avots submilimetru diapazonā, kas varēja nozīmēt, ka galaktikā veidojas tik daudz jaunu zvaigžņu kā visās pārējās HDF apgabala galaktikās kopā, lai gan šī galaktika ir pilnībā neieraugāma Habla teleskopa attēlos.

Papildinot novērojums ar Karla Janska vārdā nosaukto Ļoti lielo masīvu (VLA), atklājās, ka lielāko daļu galaktikas masas veido molekulas, nākamo zvaigžņu izejmateriāls. Šī frakcija ir daudz lielāka nekā lokālajā Visumā esošajās galaktikās.

Tiklīdz bija noteikts attālums, zinātnieki varēja galaktiku sasaistīt ar apkārtējo vidi. Papildus dati atklāja, ka tā ir daļa no pirmatnējas galaktiku kopas. Tādas līdz šim ir zināmas divas.

Kopā ar Ričardu Ellisu no Kalifornijas Tehnoloģiju institūta Daniēls Starks vairākus gadus pētīja HDF850.1 tuvumā esošās galaktikas. Izmantojot Keka teleskopa spektrogrāfu, viņi noteica attālumu līdz vairākām galaktikām.

"Kad Fabiāns Volters noteica attālumu līdz HDF850.1, viņš sazinājās ar mums, lai noskaidrotu vai arī citas galaktikas atrodas šādā pašā attālumā," atcerējās Starks. "Es caurskatīju savu datubāzi un atklāju, ka HDF850.1 nav vienīgā. Mūsu pētījumā bija redzams aptuveni ducis galaktiku, kuras atradās līdzīgā attālumā, liekot domāt, ka mēs novērojam agrīnu galaktiku kopas veidošanās brīdi."

Vēl viens pārsteigums bija oglekļa monoksīda augstā koncentrācija HDF850.1 gāzu un putekļu mākonī. Šī gāze veidojas zvaigznēm uzsprāgstot kā pārnovām.

"Tas nozīmē, ka pat tik jauna galaktika, kādu mēs to redzam, jau ilgāku laiku bija veidojusi zvaigznes," teica Robertsons. "Daudz putekļu nozīmē daudz zvaigžņu."

Patlaban astronomi nevar būt droši, ka HDF850.1 ir tipiska šī Visuma posma pārstāve. Tādēļ būs nepieciešami paplašināti pētījumi, lai iegūtu pilnīgāku ainu un uzlabotu mūsu izpratni par galaktikām kopumā.

"Mēs tikko sākam saprast šajā Visuma attīstības etapā redzamās galaktikas, un redzot vienu, kurā ir tik daudz putekļu un tik augsta zvaigžņu veidošanas aktivitāte, tiek satricināti mūsu pašreizējie uzskati," piebilda Robertsons.

Turpmākajiem pētījumiem svarīgi būs nākamās paaudzes interferometri un masīvi, kuri patlaban tiek veidoti. Viens no tādiem ir NOEMA, kas tiek būvēts ALMA mājvietā, Atakamas tuksnesī Čīlē.

Robertsons uzskata, ka būtu nepieciešami 10 līdz 20 šādi Visuma dzīļu pētījumi, kuru kopējais novērošanas laiks varētu būt simtiem stundu.

"Mēs turpinām klasificēt agrīno galaktiku īpašības un attālumu līdz tām," teica Starks. "Atklājot arvien vairāk optiski neredzamu sistēmu, mūsu darbs būs īpaši svarīgs, lai noteiktu, kādā vidē atradās šīs agrīnās galaktikas."

Robertsons un Starks piedalās citā pētījumā, kura ietvaros tiks izveidota kosmosa dzīļu fotogrāfija, kurā būs redzami 13,2 miljardu gadu senā pagātnē pastāvējušie objekti, kad Visums bija tikai 500 miljonus gadus vecs.

Kā HDF850.1 izskatītos mūsdienās? Tā kā savām acīm ieraudzīt mēs to varētu tikai pēc 12,5 miljardiem gadu, kas, kā jau paši noprotat, nav reāli, tad varam iedarbināt iztēli.

"Tā varētu būt ļoti liela," teica Robertsons. "Apvienojoties ar tuvumā esošajām galaktikām, tā būtu kļuvusi arvien lielāka un lielāka. Neko citu tā nevarēja iesākt."

The University of Arizona