Pierwszy obraz typowej galaktyki z bardzo wczesnego Wszechświata

Na górze: Mapa rozkładu emisji wodoru w galaktyce DLA2222-0946. Przedstawiony tu obszar, który pokrywa jedynie część tej galaktyki, ma rozmiar mniej więcej 5 000 parseków (16 300 lat świetlnych). Położenie widocznego w tle kwazara oznaczone jest literą "Q". U dołu: Odpowiadająca powyższemu rozkładowi mapa ruchów gazu w galaktyce. Kolorem czerwonym oznaczono gwiazdy oddalające się od nas, a błękitnym – zbliżające się. Źródło: R. Jorgenson.

Galaktyka ta jest tak słabiutka, że można dostrzec ją dosłownie na kilku wybranych częstotliwościach obserwacji. Regina Jorgenson z Uniwersytetu w Manoa (Hawaje) uzyskała pierwszą jej fotografię ukazującą strukturę zwyczajnej galaktyki istniejącej we wczesnym Wszechświecie – obraz ten uchwyciły teleskopy z Obserwatorium Kecka.


Galaktyka DLA 2222-0946 należy do pewnej klasy galaktyk, które prawdopodobnie są przodkami galaktyk spiralnych podobnych do naszej Drogi Mlecznej.  Zawierają one większość neutralnego gazu, z którego formują się gwiazdy – dlatego zbadanie tych galaktyk jest tak ważne dla lepszego zrozumienia zachodzących procesów. Zostały odkryte i sklasyfikowane ponad 30 lat temu, ale aż do teraz bardzo trudno je było wykrywać. Naukowcy Regina Jorgenson i Arthur Wolfe z Uniwersytetu Kalifornijskiego wykorzystują w tym celu zaawansowane technologie z Obserwatorium W. M. Kecka na Hawajach. Dzięki temu niedawno, po raz pierwszy w historii, możliwe było uzyskanie zdjęć tych obiektów o wysokiej rozdzielczości.

Galaktyka została wykryta przy pomocy 10-metrowego teleskopu Keck I, wyposażonego w instrument OSIRIS i system optyki adaptywnej (Laser Guide Star Adaptive Optics). Zauważono ją jednak nie dzięki jej własnemu światłu, ale na drodze obserwacji absorbowanego przez nią światła dużo bardziej odległego kwazara. Tak odkrywane galaktyki nazywane są czasem tłumionymi układami Lyman-alfa (ang. damped Lyman-alpha systems, DLAs), w oparciu o pewne dobrze określone barwy absorbowanego światła, pochłanianego przez obecne w nich duże ilości wodoru.

Podczas gdy tysiące obiektów typu DLAs zostało wykrytych dzięki ambitnemu przeglądowi nieba Sloan Digitized Sky Survey (SDSS), badanie ich absorpcji mówi nam jeszcze niewiele. Używając bardziej ziemskiego porównania – to niczym próba opisu mgły na podstawie jej obserwacji jednego tylko przypadku, gdy prześwieca przez nią reflektor. Pełne zrozumienie odległych galaktyk wymaga zatem bardziej bezpośrednich obserwacji.

Omawiane tu galaktyki stanowią dość zwykłe przypadki normalnych, typowych galaktyk we Wszechświecie. Na dużych redshiftach częściej obserwuje się galaktyki w pewien sposób ekstremalne – bardzo jasne, z gwałtownymi procesami gwiazdotwórczymi. Ale te 'typowe” właściwości galaktyki DLA 2222-0946 jednocześnie czynią ją niezwykle trudną do zaobserwowania i sfotografowania. Emisja jest dla nas niezwykle słaba, a jasne kwazary w tle utrudniają zauważenie emisji samej galaktyki, mimo że jest o wiele bliżej nas niż kwazar.


Galaktyka DLA 2222-0946 znajduje się na przesunięciu ku czerwieni z = 2.354. Odpowiada to okresowi w historii Wszechświata, gdy liczył on sobie jedynie 20 procent swojego obecnego wieku (było to około 10.8 miliardów lat temu). W tym czasie we Wszechświecie ważyły się losy galaktyk, miało miejsce ich intensywne formowanie się, a zatam bezpośrednie obserwacje typowych galaktyk z tego okresu może dać nam wiele nowych informacji na temat fizyki tych procesów. Kluczowe wydaje się uzyskanie odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób galaktyki będące wielkimi zbiornikami neutralnego wodoru przekształciły to paliwo gazowe w obserwowane obecnie gwiazdy.

Artykuł: Jorgenson, Regina, A. Wolfe, Arthur M., Spatially Resolved Emission of a High Redshift DLA Galaxy with the Keck/OSIRIS IFU, ApJ 2014

Źródło: Elżbieta Kuligowska | Źródło: astronomy.com

Liczba odsłon: 1243