Обсерватория ALMA изучила древнейшие галактики, в которых проходили активные процессы звездообразования

Ученым из обсерватории ALMA, официальное открытие которой состоялось вчера, 13 марта, удалось заглянуть в самые древние галактики, а также изучить одни из самых первых "звездных яслей". Наблюдения показали, что самые интенсивные процессы звездообразования в космосе происходили гораздо раньше, чем считалось ранее.

По мнению ученых, самые интенсивные процессы звездообразования происходили в ранней Вселенной, в частности в массивных ярких галактиках. Гигантские запасы космического газа и пыли преобразовывались в новые звезды с невероятной скоростью. Исследуя самые отдаленные галактики, астрономы могут увидеть то, что происходило во времена молодой Вселенной.

"Чем дальше от нас галактика, тем в более далекое прошлое мы можем заглянуть. Поэтому, измеряя расстояния до галактик, мы можем проследить, насколько бурно происходило звездообразование во Вселенной на протяжении всех 13.7 миллиардов лет ее истории”, - говорит Хоакин Виейра руководитель исследовательской группы в Калифорнийском Технологическом Институте США.

Впервые далекие загадочные галактики со вспышками звездообразования были обнаружены международной группой исследователей. Открытие удалось сделать с помощью 10-метрового телескопа SPT (South Pole Telescope). Теперь ученые изучили звездообразование в молодой Вселенной с помощью телескопа ALMA.

Исследование привело их в удивление: многие из сверхдалеких галактик находятся еще дальше, чем первоначально предполагалось. Это означает, что в среднем вспышки звездообразования в них происходили 12 миллиардов лет назад, когда возраст Вселенной не достигал даже 2 миллиардов лет. Раньше считалось, что эти процессы происходили 11 миллиардов лет назад.

Всего было зарегистрировано 26 сверхдалеких галактик на длине волны равной около 3 мм. Две из этих галактик являются самые далекие из известных галактик такого вида: они располагаются настолько далеко, что их свет начал свое путешествие к нам, когда Вселенной исполнился лишь один миллиард лет. Кроме того, в спектре одной из 26 галактик обнаружены молекулярные линии воды: на сегодняшний день это самые далекие молекулы космической воды.

"Чувствительность и широкий диапазон длин волн, принимаемых телескопом ALMA, делают возможным выполнить такие измерения, тратя всего несколько минут на одну галактику, что примерно в сто раз быстрее, чем это было раньше.  Прежде такие измерения были бы трудоемким процессом комбинирования данных, полученных с оптическими и радио телескопами”, -- говорит Аксель Вайсс, руководитель работ по измерению расстояний до галактик.

Помимо комплекса ALMA, в исследовании принимали участие такие телескопы как APEX и ESO. У ALMA использовалось только 16 (из 66) гигантских антенн, поскольку во время изучения обсерватория находилась в процессе строительства. В свою полную силу ALMA сможет заработать только к октябрю 2013 года. Также в исследовании галактик помогала сама природа, в частности "гравитационная линза" (кольца Эйнштейна) - система тел, которая искривляет направление распространения электромагнитного излучения из-за гравитационного взаимодействия. Исследование гравитационных искажений показало, что светимость некоторых удаленных галактик с активным звездообразованием достигает 40 триллионов Солнц, а гравитационное линзирование дает для них увеличение до 22 крат. 

"Эти великолепные снимки, полученные с ALMA, показывают, что изображения галактик деформированы многочисленными световыми арками, известными под названием колец Эйнштейна, которые окружают изображения более близких галактик.  Мы используем большие массы темной материи, окружающие галактики, которые лежат на полпути между нами и исследуемыми галактиками, как космический телескоп, благодаря которому удаленные галактики выглядят больше и ярче", - говорит Яшар Гезаве, руководитель исследований по гравитационному линзированию.

"До сих пор в субмиллиметровом диапазоне было найдено всего лишь несколько гравитационно-линзированных галактик. Теперь при помощи телескопов SPT и ALMA их открыты десятки. Раньше такие исследования велись в основном в видимой области спектра при помощи Космического телескопа Хаббл, но наши результаты показывают, что ALMA является очень сильным новым игроком на этом поле”, - говорит Карлос Де Бройк, член исследовательской группы.

"Это прекрасный пример того, как сотрудничество астрономов со всего мира, использующих первоклассное оборудование, приводит к впечатляющему открытию.  Это только начало работы ALMA и исследований галактик с вспышками звездообразования. Следующим нашим шагом будет более детальное изучение этих объектов и точное определение того, как и почему звезды образуются в них в таких невероятных количествах”, - говорит Дэниэл Мэрроун, член группы исследователей из Аризонского университета (США).