Zespół europejskich naukowców wykorzystał Virtual Observatories do porównania obserwacji odległych galaktyk „wybuchów gwiazd” wykonanych na falach radiowych i rentgenowskich. To pierwsze badanie, w którym połączono obrazy radiowe i rentgenowskie o najwyższej rozdzielczości i czułości, które przenikają do pyłu, ukrywając centra niektórych z tych odległych galaktyk.
Zespół skoncentrował się na tak odległych galaktykach, że ich promieniowanie zajęło nam ponad sześć miliardów lat. Galaktyki są widziane tak, jak były, gdy były mniej niż w połowie wieku, jakim jest obecnie Wszechświat.
Przemawiając we wtorek 5 kwietnia na Narodowym Spotkaniu Astronomicznym RAS w Birmingham, dr Anita Richards (Jodrell Bank Observatory, University of Manchester) wyjaśni, w jaki sposób zespół użył brytyjskiego zestawu radioteleskopów MERLIN i Very Large Array, aby zbadać, w jaki sposób galaktyki we wczesnym Wszechświecie różnią się od pobliskich.
„Bardziej odległe galaktyki gwiazdowe, tak zwane ze względu na ich wysoki stopień formowania się gwiazd, zwykle wytwarzają 1000 lub więcej mas Słońca gwiazd rocznie - co najmniej 50 razy więcej niż najbardziej aktywne galaktyki gwiazdotwórcze w pobliskim Wszechświecie”, powiedział Dr Richards.
„Każdy odległy region wybuchu gwiazdy ma średnicę dziesiątek tysięcy lat świetlnych, co odpowiada mniej więcej wewnętrznej części Drogi Mlecznej - jest również znacznie większy niż jakikolwiek inny region znajdujący się w naszej części Wszechświata.”
Wyszukiwanie radiowe odbyło się w obszarze znanym jako Kosmiczny Teleskop Hubble'a Deep Field North - łata nieba mniejsza niż Księżyc w pełni, która zawiera dziesiątki tysięcy galaktyk.
Poza teleskopem Hubble'a tablice radioteleskopów są jedynymi instrumentami, które mogą zobaczyć szczegółowe struktury w tych galaktykach. Co więcej, tylko emisje radiowe lub rentgenowskie mogą przenikać gęsty pył w najbardziej wewnętrznych regionach niektórych z tych galaktyk.
Dwoma głównymi źródłami fal radiowych i promieni rentgenowskich są tworzenie gwiazd i emisje z aktywnych jąder galaktycznych (AGN), które są generowane, gdy materiał jest zasysany do ogromnej czarnej dziury i wyrzucany w dżetach. Zespół znalazł około dwa razy więcej wybuchów gwiazd niż AGN, gdzie można je było rozróżnić na obrazach radiowych.
Wielka Brytania AstroGrid i europejska AVO? części międzynarodowego Wirtualnego Obserwatorium - zostały wykorzystane do znalezienia odpowiedników dla źródeł radiowych z różnych innych danych przechowywanych przez archiwa i obserwatoria na całym świecie. W ten sposób odkryto, że 50 odległych źródeł promieniowania rentgenowskiego ze zmierzonymi przesunięciami czerwieni zostało również wykrytych przez obserwatorium kosmiczne Chandra.
Narzędzia Virtual Observatory ułatwiły obliczenie wewnętrznej jasności źródeł, skorygowane o odległość i przesunięcie ku czerwieni. Zespół odkrył jednak, że nie ma oczywistego związku między promieniowaniem a promieniowaniem rentgenowskim. To była niespodzianka, ponieważ takie połączenie istnieje w większości lokalnych galaktyk gwiazdowych.
Stwierdzono, że niektóre z najsłabszych źródeł radiowych emitują najwięcej promieni rentgenowskich i odwrotnie - co sugeruje, że dwa oddzielne mechanizmy w każdej galaktyce generowały potężne emisje w przeciwległych krańcach spektrum.
Członkowie zespołu European Virtual Observatory korzystali wcześniej z danych rentgenowskich Chandra i zdjęć Hubble'a, aby znaleźć 47 AGN na głębokim polu północnym Hubble'a. Wydawało się, że są one widoczne z boku, tak że zakurzony torus otaczający czarną dziurę blokuje wszystkie oprócz najbardziej energetycznych promieni rentgenowskich od pojawienia się w naszym kierunku.
„Zadziwiające, że tylko 4 z nich wyglądały jak AGN w obserwacjach radiowych”, powiedział Richards. „10 miało emisje radiowe charakterystyczne dla wybuchów gwiazd, 4 nie mogło być sklasyfikowanych, a reszta pozostała niewykryta przez radioteleskopy”.
10 hybryd super-gwiazda / AGN miało tendencję do większego przesunięcia ku czerwieni? wskazując, że znajdują się znacznie dalej od Ziemi niż reszta galaktyk radiowych. Ponad połowa z nich znalazła się w enigmatycznym „źródle AKWALUNGU”. Obiekty te są bardzo jasne przy długości fali nieco poniżej milimetra, prawdopodobnie w wyniku silnego nagrzewania się pyłu przez gwałtowne tworzenie się gwiazd, ale prawie niewidoczne dla większości innych instrumentów.
„Doszliśmy do wniosku, że młode galaktyki ulegają nie tylko gwałtowniejszej i rozszerzającej się formacji gwiazd, jak obecnie, ale jednocześnie żywią się aktywnymi, supermasywnymi czarnymi dziurami odpowiedzialnymi za emisję promieniowania rentgenowskiego” - powiedział Richards.
„Jedną ze wskazówek co do źródła tego zjawiska jest to, że Kosmiczny Teleskop Hubble'a często ujawnia dwie lub więcej zniekształconych galaktyk związanych z tymi źródłami, co sugeruje, że interakcje galaktyk były częstsze, gdy Wszechświat był młody. Następujące zderzenia chmur gazu i pyłu powodują powstawanie gwiazd, a także zasilają centralną czarną dziurę.
„Współczesne galaktyki gwiazdowe są nie tylko wolniejsze w formowaniu gwiazd, ale przeważnie mają znacznie cichszą AGN, o ile występują. Nie jest to zaskakujące, ponieważ super-wybuchy muszą dość szybko wyczerpać się paliwo (zgodnie ze standardami kosmologicznymi), gdy cały dostępny materiał albo zamienił się w gwiazdy, albo wpadł w czarną dziurę. ”
Oryginalne źródło: RAS News Release
