Ultra? Hiper? Niee, to są ‚odrażająco jasne’ galaktyki

2-umassamherst

Astronomowie z University of Massachusetts Amherst informują, że udało im się zaobserwować najjaśniejsze galaktyki kiedykolwiek widziane we Wszechświecie, obiekty na tyle jasne, że standardowe określenia takie jak „ultra-” czy „hiper-jasne” wykorzystywane do opisu wcześniej najjaśniejszych galaktyk we Weszechświecie nie są w stanie ich opisać. Główny autor badań i student Kevin Harrington mówi „zaczęliśmy nazywać je ‚odrażająco jasnymi’ z uwagi na brak właściwego określenia naukowego.”

Szczegóły badań zostały opublikowane w wydaniu online periodyku  Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Harrington jest jednym ze studentów należących do grupy profesora Min Yuna, która wykorzystuje dane z 50-metrowego Large Milimeter Telescope (LMT), największego, najczulszego, jedno-talerzowego instrumentu  przeznaczonego do badania procesów gwiazdotwórczych. Teleskop wykorzystywany jest wspólnie przez UMass Amherst i meksykański Instituto Nacional de Astrofisica, Optica y Electronica i znajduje się na szczycie Sierra Negra, wygasłego wulkanu o wysokości 5 km w stanie Puebla, w pobliżu najwyższej góry Meksyku.

Yun, Harrington i współpracownicy wykorzystali także najnowszej generacji teleskop kosmiczny i eksperyment kosmologiczny zainstalowany na pokładzie satelity Planck, który wykrywa poświatę Wielkiego Wybuchu i mikrofalowe promieniowanie tła. Naukowcy szacują, że nowo zaobserwowane galaktyki powstały zaledwie 4 miliardy lat po Wielkim Wybuchu.

Harrington przypomina także, że kategoryzując jasne źródła, astronomowie nazywają galaktykę podczerwoną „ultra-jasną” gdy szacuje się jej jasność na ok. 1 bilion jasności Słońca, a „hiper-jasną” gdy owa jasność dochodzi do poziomu 10 bilionów jasności Słońca. Powyżej tego poziomu, dla obiektów o jasności równej 100 bilionom jasności Słońca „nie mamy nawet żadnej nazwy.”

Yun dodaje: „istnienie galaktyk, które odkryliśmy nie było nawet przewidywane przez teoretyków, są zdecydowanie za duże i za jasne, dlatego też nikt ich nie szukał.” Odkrycie tych obiektów pozwoli astronomom lepiej poznać wczesny Wszechświat. „Wiedząc jednak, że one istnieją i jak bardzo urosły w pierwszych 4 miliardach lat po Wielkim Wybuchu, możemy lepiej oszacować ile materii miały do dyspozycji. Ich istnienie uczy nas wiele o procesie zbierania materii i formowaniu galaktyk. Nasze odkrycie sugeruje, że ten proces jest dużo bardziej złożony niż wcześniej uważano.”

Naukowcy zaznaczają jednak, że nowo zaobserwowane galaktyki nie są takie duże jak się wydają. Dodatkowe badania wskazują, że ich ekstremalna jasność spowodowana jest soczewkowaniem grawitacyjnym – przez co wydają się one 10 razy jaśniejsze niż są w rzeczywistości. Ale nawet mimo to ich jasność jest imponująca.

Soczewkowanie grawitacyjne odległej galaktyki przez inną galaktykę to dość rzadkie zjawisko, dlatego też znalezienie aż ośmiu potencjalnie soczewkowanych obiektów w ramach badań „także stanowi ważne odkrycie.” Harrington zauważa, że już samo znalezienie soczewkowanych obiektów jest jak trudne jak szukanie igły w stogu siana, bowiem wymaga idealnego ułożenia obiektów. „A znalezienie tak jasnego obiektu soczewkowanego grawitacyjnie to już w ogóle poszukiwanie otworu w igle w stogu siana.”

Oprócz tego z przeprowadzonych analiz wynika, że za jasność galaktyk odpowiadają wyłącznie niesamowicie intensywne procesy gwiazdotwórcze. „W Drodze Mlecznej powstają gwiazdy w tempie kilku mas Słońca rocznie, a w tych obiektach powstaje jedna masa Słońca co godzinę,” mówi Yun. Harrington dodaje „Wciąż nie wiemy w jaki sposób dziesiątki czy setki mas Słońca gazu tak wydajnie zamieniane są w gwiazdy. Badanie tych obiektów może nam pomóc odpowiedzieć na to pytanie.”

Do badań zespół wykorzystał dane z najsilniejszych międzynarodowych obiektów aktualnie dostępnych, takich jak Planck Surveyor, Herschel oraz LMT. Pokrycie całego nieba obserwacjami Plancka jest niezbędne do znalezienia tych rzadkich i wyjątkowych obiektów, jednak dużo wyższa rozdzielczość Herschela i LMT niezbędna jest do dokładnego określenia ich położenia. „Jeżeli Planck jest w stanie znaleźć obiekt, który nas interesuje, w Bostonie, to Herschel i LMT są w stanie nam powiedzieć na którym stoliku w określonym barze przy Fenway Park on się znajduje.” Gdy już mamy te informacje, inny instrument LMT zwany Redshift Search Receiver może być wykorzystany do określenia odległości do obiektu i jego wieku oraz ilości gazu, którą on zawiera.

Źródło: MNRAS