Odkryto jedną z najjaśniejszych galaktyk wczesnego Wszechświata

Międzynarodowy zespół kierowany przez badaczy z Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) oraz University of La Laguna (ULL) odkrył jedną z najjaśniejszych “nieaktywnych” galaktyk wczesnego Wszechświata. Odkrycie galaktyki BG 1429_1202 było możliwe dzięki “pomocy” masywnej galaktyki eliptycznej znajdującej się na linii widzenia, która zadziałała niczym soczewka wzmacniając jasność i zniekształcając obserwowaną galaktykę. Wyniki opublikowane w periodyku Astrophysical Journal Letters, stanowią element projektu BELLS GALLERY opartego na analizie półtora miliona widm galaktyk zarejestrowanych w ramach przeglądu Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Zjawisko soczewkowania grawitacyjnego, przewidziane przez Ogólną Teorię Względności Einsteina, zachodzi gdy promienie światła biegnące od jednego obiektu odchylane są podczas przejścia w pobliżu innego bardzo masywnego obiektu. Dla odległego obserwatora masa galaktyki eliptycznej zachowuje się niczym potężna soczewka, przez co możemy obserwować dużo jaśniejszy obraz źródła – w tym przypadku BG 1429+1202 – dzięki czemu możemy dostrzec szczegóły, której w innej sytuacji byłyby zbyt ciemne, aby je dostrzec.

“To jeden z kilku znanych przypadków galaktyk,” mówi Rui Marques Chaves, doktorant w IAC-ULL i główny autor artykułu, “które charakteryzują się bardzo wysoką jasnością widzialną przy wysokiej mocy promieniowania. Nasze obserwacje pozwoliły na bardzo szybkie określenie jej głównych właściwości.” Do zbadania tego systemu wykorzystano dwa teleskopy w Observatorio del Roque de los Muchachos (Garafia, La Palma): Gran Telescopio CANARIAS (GTC) oraz William Herschel Telescope (WHT). System składa się z masywnej galaktyki eliptycznej oddalonej od nas o 5400 milionów lat świetlnych i znajdującej się za nią BG1429+1202 emitującej promieniowanie Lyman alfa z odległości 11 400 milionów lat świetlnych od nas (widzimy ją zatem taką jaką była jakieś 2300 milionów lat po Wielkim Wybuchu). Galaktyka soczewkująca odpowiada za powstanie czterech osobnych obrazów odległej galaktyki, a strumień jest dziewięć razy większy niż gdyby na drodze między nią a nami nie znajdowała się naturalna soczewka.

Wysoka jasność w ultrafiolecie

Zupełnie wyjątkową cechą BG 1429+1202 jest jej bardzo wysoka jasność w linii emisyjnej Lyman alfa, jednej z najjaśniejszych w zakresie ultrafioletowym zważając na fakt, że podobne soczewkowane galaktyki nie wykazują takiej mocy promieniowania w tej linii. Choć zjawisko soczewkowania grawitacyjnego wykorzystywano w wielu wcześniejszych projektach badawczych, metoda wyboru odległych galaktyk emitujących promieniowanie w linii Lyman alfa po raz pierwszy zastosowana została właśnie w projekcie BELLS GALLERY. “Przeanalizowaliśmy około półtora miliona widm galaktyk,” dodaje Yiping Shu, astronom z NAOC w Pekinie i główny autor wcześniejszych publikacji powstałych w ramach tego samego projektu. “Widma uzyskano za pomocą teleskopu Sloan w Obserwatorium Apache Point w Nowym Meksyku. W 187 przypadkach galaktyk znajdujących się daleko za swoimi soczewkami wykryliśmy emisję w Lyman alfa. Spośród nich 21 obserwowaliśmy także za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a/ Obserwacje potwierdzają, że większość tych obiektów jest faktycznie soczewkowana grawitacyjnie.”

Wzrost jasności widzialnej (obserwowanej z Ziemi) odległych galaktyk, za który odpowiadają soczewki grawitacyjne, pozwala nam uzyskać dane lepszej jakości. “Dzięki takim teleskopom jak GTC i WHT,” tłumaczy Ismael Perez Fournon, badacz z IAC-ULL i koordynator badań, “możemy prowadzić badania, które byłyby po prostu niemożliwe bez obecności galaktyk soczewkujących. Dzięki nim czuliśmy się jakbyśmy obserwowali za pomocą jednego z teleskopów przyszłości, takich jak E-ELT czy TMT.”

“BG 1429+1202 jest na tyle jasna, że można ją nawet dostrzec na zdjęciach fotograficznych z Digital Sky Survey,” dodaje Paloma Matinez Navajas, badaczka z IAC i jedna z autorek opracowania.

Źródło: IAC

Artykuł naukowy: http://dx.doi.org/10.3847/2041-8213/834/2/L18