Naukowcy znaleźli sposób, aby spojrzeć w przeszłość ziemskiej atmosfery - i starożytnego kosmicznego pyłu - aby dostrzec galaktyki, które powstały w ciągu pierwszych 5 miliardów lat Wszechświata.
Nowe badanie, opublikowane dzisiaj w czasopiśmie Nature, ujawnia pierwsze wiadomości z rejonów gwiazdotwórczych zarówno blisko, jak i daleko - w tym niektóre z krawędzi Wszechświata, które uciekają od nas najszybciej z powodu ekspansji Wszechświata.
Odkrycia wyjaśniają również źródła tła dalekiej podczerwieni, długo owiane tajemnicą.
Odkrycia pochodzą z Teleskopu Submilimetrowego Dużej Apertury (BLAST), który unosił się w wysokości 120 000 stóp (36 576 metrów) nad Antarktydą w 2006 roku.
Zespół BLAST postanowił zmapować konkretny region nieba o nazwie Great Observatories Origins Deep Survey - South (GOODS-South), który był badany na innych długościach fal przez trzy „wielkie obserwatoria” NASA - teleskopy kosmiczne Hubble, Spitzer i Chandra . W jednym epickim 11-dniowym locie balonem BLAST znalazł ponad 10-krotność całkowitej liczby submilimetrowych galaktyk gwiazdowych wykrytych w dekadzie obserwacji naziemnych.
„Zmierzyliśmy wszystko, od tysięcy małych chmur w naszej własnej galaktyce przechodzących proces formowania się gwiazd po galaktyki we Wszechświecie, gdy była to zaledwie jedna czwarta obecnego wieku” - powiedział główny autor Mark Devlin z University of Pennsylvania.
W latach 80. i 90. XX wieku odkryto, że niektóre galaktyki zwane ultraluminicznymi galaktykami w podczerwieni rodzą setki razy więcej gwiazd niż nasze lokalne galaktyki. Uważano, że te galaktyki „wybuchów gwiazd”, oddalone o 7-10 miliardów lat świetlnych, tworzą tło dalekiej podczerwieni odkryte przez satelitę COBE. Od początkowego pomiaru tego promieniowania tła eksperymenty w wyższej rozdzielczości próbowały wykryć poszczególne galaktyki, które go obejmują.
Badanie BLAST łączy pomiary pomiarów teleskopowych przy długościach fal poniżej 1 milimetra z danymi przy znacznie krótszych długościach fal podczerwonych z Teleskopu Kosmicznego Spitzer. Wyniki potwierdzają, że całe tło dalekiej podczerwieni pochodzi z pojedynczych odległych galaktyk, co zasadniczo rozwiązuje dziesięcioletnie pytanie o pochodzenie promieniowania.
Formowanie gwiazd odbywa się w chmurach złożonych z wodoru i niewielkiej ilości pyłu. Pył pochłania światło gwiazd od młodych, gorących gwiazd, ogrzewając chmury do około 30 stopni powyżej zera absolutnego (lub 30 kelwinów). Światło jest ponownie emitowane przy znacznie dłuższych długościach fal podczerwonych i submilimetrowych.
A zatem aż 50 procent energii świetlnej Wszechświata to światło podczerwone od młodych, tworzących galaktyki. W rzeczywistości na dalekiej podczerwieni jest tyle samo energii, co w całkowitym świetle optycznym emitowanym przez gwiazdy i galaktyki we Wszechświecie. Autorzy twierdzą, że w znanych zdjęciach optycznych nocnego nieba brakuje połowy zdjęcia opisującego kosmiczną historię powstawania gwiazd.
„BLAST dał nam nowe spojrzenie na Wszechświat” - powiedział Barth Netterfield z University of Toronto, główny badacz kanadyjski w BLAST, „umożliwiając zespołowi BLAST dokonywanie odkryć w tematach, od formowania się gwiazd po ewolucję odległych Galaktyki. ”
W towarzyszącym Wiadomości i widoki artykuł, autor Ian Smail, kosmolog obliczeniowy z Durham University w Wielkiej Brytanii, napisał, że „implikacjami tych obserwacji jest to, że aktywna faza wzrostu większości galaktyk, które są dziś obserwowane, jest daleko za nimi - spadają do swojego odpowiednika środka wiek."
Zwrócił także uwagę, że w badaniach tych ekstremalnych zjawisk gwiazdotwórczych we wczesnym Wszechświecie będą wspomagane trzy główne postępy, które mają się pojawić w ciągu najbliższego roku: kamera submilimetrowa w Obserwatorium Kosmicznym Herschel ESA / NASA; opracowanie detektorów wielkoformatowych pracujących na falach submilimetrowych, w tym zamontowanego na teleskopie Jamesa Clerk Maxwell; oraz pierwszy etap Atacama Large Millimeter Array (ALMA).
„Takie obserwacje pozwolą astronomom badać rozkład formacji gazu i gwiazd w tych wczesnych galaktykach”, napisał Smail, „co z kolei pomoże zidentyfikować proces fizyczny, który wyzwala te ultraluminiczne wybuchy formowania się gwiazd i ich rolę w formowaniu się galaktyki, które widzimy w Space Magazine. ”
PRZEWIJANIE OBRAZU: Teleskop BLAST tuż przed startem na Antarktydzie. BLAST znajduje się na pierwszym planie, obok balonu o wysokości 28 milionów stóp sześciennych, w tle wulkan Mount Erebus. Źródło: Mark Halpern
Źródło: Nature i komunikat prasowy University of Pennsylvania (jeszcze nie online). Obrazy, fotografie, mapy nieba i pełne badanie są dostępne na stronie internetowej BLAST.
