• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Nowy sposób wyszukiwania kosmicznych soczewek ułatwia badanie odległych galaktyk

    22.11.2010. 16:17
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Europejski zespół astronomów odkrył nowy sposób wyszukiwania kosmicznych soczewek zmieniających wielkość obrazu, które umożliwiają astronomom przyglądanie się galaktykom w odległym wszechświecie. Możliwość analizowania galaktyk, które uważano dotąd za zbyt odległe do prowadzenia badań, dostarczy zdaniem naukowców kluczowych informacji o sposobie zmieniania się galaktyk w toku historii kosmosu. Wyniki, uzyskane na podstawie pierwszych danych z projektu Herschel-ATLAS (Astrofizyczny, terahercowy przegląd dużego obszaru) Europejskiej Agencji Kosmicznej, zostały niedawno opublikowane w magazynie Science.

    Kosmiczne soczewki zostały odkryte przez obserwatorium kosmiczne Herschela Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), które przygląda się światłu dalekiej podczerwieni emitowanemu nie tyle przez gwiazdy, co przez tworzące je gazy i pyły.

    Dr Mattia Negrello z Otwartego Uniwersytetu w Wlk. Brytanii i kierownik naukowy projektu mówi: "W czasie przeglądu nieba szukamy źródeł submilimetrowego światła. Wielki przełom stanowi odkrycie, że wiele z najjaśniejszych źródeł zostało powiększonych przez soczewki, co oznacza, że nie musimy już polegać na raczej nieskutecznych metodach wyszukiwania soczewek wykorzystywanych przy widzialnych i radiowych długościach fal."

    Obrazy pozyskane w ramach projektu Herschel-ATLAS pokazują tysiące galaktyk, z czego większość tak odległą, że ich światło podróżowało do nas przez miliardy lat. Dr Negrello wraz z zespołem zbadał pięć zaskakująco jasnych obiektów na małym skrawku nieba. Przyglądając się ich położeniu za pomocą teleskopów na Ziemi naukowcy stwierdzili, że odkryli galaktyki, które normalnie nie byłyby jasne na falach dalekiej-podczerwieni obserwowanych przez teleskop Herschela. To skłoniło zespół do podejrzeń, że galaktyki obserwowane w świetle widzialnym mogą być soczewkami grawitacyjnymi powiększającymi bardziej odległe galaktyki widoczne za pomocą teleskopu Herschela.

    Dr David Bonfield z Uniwersytetu Hertfordshire w Wlk. Brytanii wykorzystał pomiary na falach widzialnych i w bliskiej podczerwieni wykonane na istniejących widzialnych obrazach, aby oszacować odległości od galaktyk, które prawdopodobnie pełnią funkcję soczewek. "Światło bardziej odległych galaktyk jest rozciągnięte na większe, czerwieńsze długości fal, ponieważ przechodzi przez większą część rozszerzającego się wszechświata zanim do nas dotrze" - wyjaśnia. "Zatem możemy wykorzystać kolory, które się pojawiają, aby dojść do tego, jak daleko się znajdują."

    Aby poznać rzeczywiste odległości do źródeł Herschela za soczewkami, dr Negrello wraz z zespołem szukał charakterystycznej sygnatury gazu molekularnego. Wykorzystując naziemne teleskopy radiowe i submilimetrowe naukowcy wykazali, że ta sygnatura oznacza, iż galaktyki są widziane w postaci, jaką posiadały kiedy wszechświat miał zaledwie od 2 do 4 miliardów lat, czyli mniej niż jedną trzecią obecnego wieku. Galaktyki widoczne przez teleskopy optyczne są znacznie bliższe, a każda z nich ma idealne położenie, by tworzyć soczewkę grawitacyjną.

    "Celem wcześniejszych poszukiwań powiększonych galaktyk były skupiska galaktyk, w których olbrzymia masa skupiska sprawiała, że efekt soczewki grawitacyjnej był nieunikniony" - mówi dr Negrello. "Nasze wyniki pokazują, że soczewka grawitacyjna działa nie w kilku, lecz we wszystkich odległych i jasnych galaktykach widzianych za pomocą teleskopu Herschela."

    Astronomowie z Uniwersytetu Hertfordshire stwierdzili, że kontynuacja przeglądu przyniesie "kolejne ekscytujące wyniki". Projektowi Herschel ATLAS przyznano 600 godzin obserwacji przez teleskop Herschela na przeglądanie 550 stopni kwadratowych nieba. Ma wykryć około 250.000 galaktyk, od sąsiadującego wszechświata po bardziej odległe zakątki, w których wszechświat liczył sobie zaledwie około 2 miliardów lat. Obserwatorium kosmiczne Herschela zostało uruchomione w maju 2009 r. i znajduje się obecnie, według naukowców, na rutynowym etapie naukowym. Będzie prowadzić obserwacje do momentu wyczerpania się chłodziwa w formie płynnego helu, co nastąpi za około 2,5 roku. W ubiegłym roku obserwatorium Herschela zostało uznane w głosowaniu magazynu TIME za najlepszą innowację 2009 r.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Supergromada – zgrupowanie setek lub tysięcy grup i gromad galaktyk. Supergromady są jednymi z największych znanych struktur we Wszechświecie. Istnienie supergromad wskazuje na to, że galaktyki są rozłożone we Wszechświecie nierównomiernie, nawet w dużych skalach. Większość z nich łączy się w grupy i gromady, przy czym grupy zawierają do 50 galaktyk, a gromady do kilku tysięcy. Te grupy i gromady, a także dodatkowe odizolowane galaktyki, tworzą razem większe struktury zwane właśnie supergromadami. Kosmiczne Obserwatorium Herschela (ang. Herschel Space Observatory), w skrócie nazywane Herschel – teleskop Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), przeznaczony do prowadzenia obserwacji astronomicznych w zakresie dalekiej podczerwieni i fal submilimetrowych. Obserwatorium zostało wyniesione 14 maja 2009, wspólnie z satelitą Planck, na orbitę wokół punktu L2 układu Ziemia – Słońce, znajdującego się w odległości około 1,5 mln km od Ziemi. Obserwacje astronomiczne były prowadzone do 29 kwietnia 2013. Łączność z satelitą została zakończona 17 czerwca 2013. ClG J02182-05102 – prawdopodobnie najstarsza gromada galaktyk odkryta we wczesnej fazie rozwoju. Gromada ta, mimo młodego wieku w jakim została zaobserwowana, wygląda zaskakująco współcześnie. ClG J02182-05102 jest zdominowana przez stare, masywne, dojrzałe galaktyki, typowe dla współczesnych gromad, które jednak miały kilka miliardów lat więcej czasu na osiągnięcie obecnego kształtu. Została odkryta w przeglądzie SPIRE (Spitzer Wide-area InfraRed Extragalactic) przy wykorzystaniu teleskopu Spitzera.

    Soczewka grawitacyjna – rodzaj obrazu przestrzeni, który jest wypaczony przez masywny obiekt znajdujący się na pierwszym planie. Źródłem soczewki grawitacyjnej może być gwiazda, czarna dziura albo cała gromada galaktyk. Światło bardziej odległych obiektów tła jest zniekształcone, rozjaśnione i powiększone gdy przechodzi przez zaburzony grawitacyjnie region. Szczególnymi przykładami soczewki grawitacyjnej są krzyż Einsteina i pierścień Einsteina. Gromada galaktyk – skupisko od kilkudziesięciu do kilku tysięcy galaktyk tworzących układ związany grawitacyjnie. Mniejsze ugrupowania nazywane są grupami. Galaktyki w gromadzie galaktyk poruszają się po skomplikowanych torach wokół środka masy gromady, zazwyczaj znajdującego się w pobliżu największych galaktyk w gromadzie. Prędkości galaktyk w małych grupach galaktyk są rzędu 200 km/s, ale rosną do prędkości rzędu 800 km/s w dużych gromadach galaktyk.

    Planck – misja satelity Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), przeznaczonego do wykonania pomiarów anizotropii kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła z wysoką zdolnością rozdzielczą. Satelita został wyniesiony, wspólnie z obserwatorium Herschela, przez rakietę nośną Ariane 5 ECA na orbitę wokół punktu L2 układu Ziemia – Słońce, znajdującego się w odległości około 1,5 mln km od Ziemi. Wielkie Rozdarcie (ang. Big Rip) – koncepcja kosmologiczna sformułowana przez Roberta Caldwella z uniwersytetu Dartmouth College próbująca wyjaśnić jak będzie wyglądał koniec Wszechświata. Teoria ta zakłada, że skoro siła powodująca rozszerzanie Wszechświata jest coraz większa, wszystko zostanie ostatecznie rozerwane, począwszy od galaktyk, a skończywszy na atomach.

    Grupa galaktyk – układ niewielkiej (≤ 50) liczby galaktyk rozmieszczonych w obszarze o rozmiarach < 1 Mpc; na ogół w grupie galaktyk dominuje jedna lub kilka jasnych galaktyk otoczonych przez obiekty dużo słabsze, satelity i słabiej związane galaktyki. Droga Mleczna i Wielka Mgławica Andromedy są dominującymi galaktykami Grupy Lokalnej, zawierającymi ponad 90% jej masy. Określenia gromada używa się natomiast do zbiorowisk liczących od kilkudziesięciu do kilku tysięcy galaktyk. Jednorodność (kosmologia): W kosmologii zasada jednorodności mówi, że przestrzeń i rozłożenie w niej materii są jednorodne, co oznacza, że żaden punkt nie jest wyróżniony. Zasada ta nie daje się sprawdzić bezpośrednio doświadczalnie, a otrzymany w wyniku obserwacji obraz Wszechświata ukazuje go takim jakim był w odległej przeszłości. Zasada ta więc mówi, że jeżeli dla obserwatora fundamentalnego, prowadzącego obserwacje z Ziemi, galaktyki są rozłożone jednorodnie, to w każdym innym miejscu obserwator fundamentalny powinien widzieć podobny ich rozkład na niebie. Podstawowe znaczenie dla prawdziwości tej tezy ma zatem ustalenie, czy galaktyki są rozłożone jednorodnie zarówno w pobliżu Ziemi, jak i w znacznym od niej oddaleniu. Przyjęto, że na odległościach poniżej 100 Mpc, Wszechświat ma budowę hierarchiczną, co oznacza, że jest niejednorodny. Wynika z tego, że w miarę zwiększania odległości niejednorodność jest coraz mniejsza. Obecnie przyjmuje się, że nie istnieje żadna odległość graniczna, a obserwacje ukazują istnienie niejednorodności na odległościach znacznie większych niż przyjmowane 100 Mpc. Nie oznacza to jednak, że Wszechświat jest niejednorodny, a jedynie to, że im większe jego obszary obserwujemy tym mniejsze niejednorodności w nim występują.

    Fizyka galaktyk – dział astrofizyki zajmujący się opisem galaktyk z fizycznego punktu widzenia. Fizyka galaktyk bada i opisuje procesy fizyczne w odniesieni do galaktyki jako całości. Dzięki niej możliwa jest dogłębna analiza i poprawna interpretacja procesów zachodzących między galaktykami w trakcie zderzeń galaktyk, jak również wyjaśnienie budowy i obrotu wokół centrum całej galaktyki.

    Ekstynkcja międzygalaktyczna to suma procesów pochłaniania i rozpraszania światła w przestrzeni międzygalaktycznej przez znajdującą się tam materię (pył i gaz). Materia międzygalaktyczna w odległościach do kilku miliardów lat świetlnych jest zjonizowana i zawiera stosunkowo mało pierwiastków ciężkich, dlatego jest dość przezroczysta dla przechodzącego promieniowania. Obserwacje dalekich kwazarów są już jednak utrudnione przez ekstynkcję (głównie absorpcję) międzygalaktyczną. Obserwacje jeszcze dalszych obiektów (pierwszych kwazarów, pierwszych galaktyk) są niezwykle utrudnione, ponieważ w dużych odległościach, odpowiadających przesunięciu ku czerwieni ponad 6, ośrodek międzygalaktyczny tak bardzo absorbuje promieniowanie, że staje się nieprzezroczysty. Utrudnia to badanie powstawania galaktyk.

    Dodano: 22.11.2010. 16:17  


    Najnowsze