Międzynarodowe zespoły astronomów wykorzystały obserwatorium ALMA (Atacama Large Milimeter/submilimeter Array) do zbadania najodleglejszego fragmentu Wszechświata, który po raz pierwszy zobaczyliśmy na słynnych zdjęciach Ultragłębokiego Pola Hubble’a (HUDF). Nowe obserwacje przeprowadzone za pomocą ALMA są znacznie głębsze i wyraźniejsze niż jakiejkolwiek wcześniejsze przeglądy w zakresie milimetrowym. Na zdjęciach wyraźnie widać, że intensywność procesów gwiazdotwórczych w młodych galaktykach jest ściśle związana z ich masą zawartą w gwiazdach. Co więcej, w danych obserwacyjnych widać wcześniej nieznaną obfitość gazu gwiazdotwórczego na różnych etapach historii. Wiedza ta mówi nam wiele nowego o „Złotym Wieku” formowania galaktyk jakieś 10 miliardów lat temu.
Nowe wyniki obserwacji ALMA zostaną opublikowane w serii artykułów w periodykach Astrophysical Journal i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
W 2004 roku opublikowano zdjęcia Ultragłębokiego Pola Hubble’a – pionierskie zdjęcia głębokiego pola wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Te spektakularne zdjęcia zaglądały w przestrzeń kosmiczną głębiej niż kiedykolwiek wcześniej, odkrywając przed nami istną menażerię galaktyk rozciągających się do czasów dalszych niż miliard lat po Wielkim Wybuchu. Obszar ten był wielokrotnie obserwowany tak przez Hubble’a jak i inne teleskopy, dzięki czemu uzyskaliśmy zdjęcia najwcześniejszego Wszechświata.
Teraz astronomowie zbadali ten dobrze znany i szczegółowo zbadany obszar stanowiący nasze okno w odległy Wszechświat za pomocą obserwatorium ALMA w zakresie milimetrowym. Dzięki temu byli w stanie dojrzeć słabą poświatę pochodzącą z obłoków gazu oraz emisję pochodzącą od ciepłego pyłu znajdującego się w galaktykach wczesnego Wszechświata.
ALMA obserwowała HUDF przez łącznie 50 godzin. To największa ilość czasu obserwacyjnego jaką ALMA poświęciła głębokiemu wszechświatowi.
Jeden z zespołów, kierowany przez Jima Dunlopa z University of Edinburgh, wykorzystał ALMA do uzyskania pierwszego, głębokiego obrazu HUDF. Zdjęcie to pozwoliło na dopasowanie zarejestrowanych przez nich galaktyk z obiektami obserwowanymi już wcześniej za pomocą Hubble’a.
To badanie po raz pierwszy wyraźnie wykazało, że masa gwiazd w galaktyce stanowi świetny marker do przewidywania tempa powstawania gwiazd w galaktykach o dużym przesunięciu ku czerwieni. Naukowcom udało się odkryć praktycznie wszystkie bardzo masywne galaktyki. I nic więcej.
Jim Dunlop, główny autor artykułu opisującego głębokie pole, podsumowuje jego wagę: „To przełomowe wyniki. Po raz pierwszy właściwie połączyliśmy promieniowanie widzialne z promieniowaniem ultrafioletowym z odległego Wszechświata.”
Drugi z zespołów kierowany przez Manuela Aravenę z Nucle de Astronomia, Universidad Diego Portales w Chile oraz Fabiana Waltera z Instytutu Astronomii Maxa Plancka w Heidelbergu przeprowadził głębsze poszukiwania na obszarze stanowiącym szóstą część całkowitego HUDF.
„Przeprowadziliśmy pierwsze w historii trójwymiarowe poszukiwanie chłodnego gazu we wczesnym Wszechświecie,” mówi Chris Carilli, astronom z NRAO w Socorro w Nowym Meksyku i członek zespołu badawczego. „Dzięki temu odkryliśmy populację galaktyk, która nie była wyraźnie widoczna w żadnym innym przeglądzie głębokiego nieba.”
Niektóre z obserwacji ALMA specjalnie zostały tak zaplanowane, aby poszukiwać galaktyk bogatych w tlenek węgla, który mógłby wskazać regiony intensywnego powstawania gwiazd. Choć właśnie takie obłoki gazu molekularnego mogą odpowiadać za rozpoczęcie aktywności gwiazdotwórczej, bardzo ciężko je dostrzec za pomocą Hubble’a. ALMA tym samym może odkryć „brakującą część” procesu formowania i ewolucji galaktyk.
Wyniki zaprezentowane dzisiaj to dopiero początek serii przyszłych obserwacji mających na celu badanie odległego Wszechświata za pomocą ALMA.
Źródło: ESO