В СТАРЫХ ГАЛАКТИКАХ ОБНАРУЖЕН ИОНИЗИРОВАННЫЙ УГЛЕРОД

В СТАРЫХ ГАЛАКТИКАХ ОБНАРУЖЕН ИОНИЗИРОВАННЫЙ УГЛЕРОД

Международная группа радиоастрономов детектировала первые слабые сигналы следовых количеств ионизированного углерода в молодой Вселенной. Сделанное с помощью самого большого радиотелескопа открытие позволяет предположить, что на заре существования нашей Вселенной молодые галактики могли подвергаться весьма быстрым изменениям.

Запущенная на полную мощность в 2013 году Атакамская Большая Миллиметровая/субмиллиметровая Решётка – международный проект, результатом которого стала постройка и запуск крупнейшей в мире радиоастрономической обсерватории в Чили. Комплекс состоит из 66 радиотелескопов 7 и 12 метров в диаметре каждый, объединённых в единый радиоинтерферометр. Для корреляции совместной работы всех антенн на станции установлен суперкомпьютер, способный выполнять 17 квадриллионов операций в секунду. Эта система телескопов уже дала пищу для размышления ученым, обнаружив в 2014 году в молекулярном облаке Стрелец B2 прекурсоры жизни. Производительность Атакамской Большой Миллиметровой/субмиллиметровой Решётки [ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)] сравнима с производительностью одного радиотелескопа, диаметр антенны которого был бы равен 14 км. Эффективность телескопа ALMA обусловлена тем, что он относится к классу телескопов-интерферометров.

История формирования звезд во Вселенной (Рисунок из Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14500)

Руководитель исследования Питер Капак (Peter Capak) из Калифорнийского технологического института отмечает, что устройство ALMA позволяет этому устройству улавливать микроволновое излучение, испускаемое космической пылью и молекулами в самых далеких уголках космоса. Прежние попытки идентификации строения таких молекул с помощью телескопов не были успешны из-за помех, которые создавались другими источниками микроволнового излучения в космосе, и применение телескопов с низким разрешением не давало исследователям возможности выяснить, к какому из объектов относится какой из сигналов, так как они перекрывались и мешали друг другу.

Используя сверхвысокое разрешение телескопа ALMA, Капак с коллегами смогли «увидеть за лесом помех нужные деревья» и идентифицировать слабый сигнал ионизированного углерода в галактиках, сформировавшихся всего через 1 миллиард лет после начала Большого горячего взрыва. Телескоп ALMA смог идентифицировать линию испускания CII – четкую спектральную сигнатуру ионизированного газообразного углерода в девяти типичных старых галактиках.

Исследователи обнаружили, что термическое излучение из этих галактик было в двенадцать с лишним раз менее интенсивным, чем излучение галактик, образовавшихся позднее, что, по словам Капака, позволило сделать вывод от том, что в них меньше содержание межзвездной пыли. Это, в свою очередь, позволяет сделать вывод о том, что химический состав молодых галактик не был чрезвычайно разнообразен, поскольку ионизированный углерод в них не смог конденсироваться в частички пыли – основной ингредиент областей формирования звезд. Исходя из того факта, что образовавшиеся позже галактики содержат много большее количество межзвездной пыли, исследователи говорят о том, что галактики могли пройти через еще пока непонятный для астрономов этап быстрой эволюции.

Джефф Вагг (Jeff Wagg), работающий на радиоинтерферометре Квадратная километровая решётка (Square Kilometre Array), антенны которого расположены в Южной Африке и Австралии, заявляет, что результаты, полученные с помощью телескопа ALMA, представляют собой лишь начало нового восхитительного периода в радиоастрономии, который позволит заглянуть в самое начало нашей Вселенной.

Источник: Nature, 2015, DOI: 10.1038/nature14500