По први пут астрономи су успели да комбинују најдубље оптичке слике свемира, добијене Хуббле свемирским телескопом, са подједнако оштрим сликама у блиском инфрацрвеном делу спектра, користећи софистицирани нови ласерски систем звезда за адаптивну оптику на ВМ Кецк Обсерватори на Хавајима. Нова запажања, представљена ове недеље на састанку Америчког астрономског друштва (ААС) у Сан Дијегу, откривају невиђене детаље судара галаксија са масивним црним рупама на њиховим језграма, које се виде на удаљености од око 5 милијарди светлосних година, када је свемир био нешто више од половине садашњег доба.
Посматрање удаљених галаксија у инфрацрвеном опсегу открива старије популације звезда него што се могу видети на оптичким таласним дужинама, а инфрацрвена светлост такође продире у облаке међузвездне прашине лакше од оптичке светлости. Нове инфрацрвене слике удаљених галаксија добио је тим истраживача са Универзитета у Калифорнији, Санта Цруз, УЦЛА и опсерваторија В. Кецк. Јасон Мелбоурне, дипломски студент у УЦ Санта Цруз и водећи аутор студије, рекао је да почетни налази укључују нека изненађења и да ће истраживачи наставити са анализом података у наредним недељама.
„Никада раније нисмо успели да постигнемо овај ниво просторне резолуције у инфрацрвеном времену“, рекао је Мелбоурне.
Поред Мелбоурнеа, истраживачки тим, који предводе Давид Коо из УЦСЦ и Јамес Ларкин са УЦЛА-е, укључује Јеннифер Лотз, Цлаире Мак и Јерри Нелсон из УЦСЦ; Схеллеи Вригхт и Маттхев Барцзис на УЦЛА; и Антонин Х. Боуцхез, Јасон Цхин, Сцотт Хартман, Ерик Јоханссон, Роберт Лафон, Давид Ле Мигнант, Паул Ј. Стомски, Доуглас Суммерс, Марцос А. ван Дам и Петер Л. Визиновицх из Опсерваторије Кецк.
„По први пут у овим дубоким сликама универзума можемо да покријемо све таласне дужине светлости, од оптичке до инфрацрвене, са истим нивоом просторне резолуције. То нам омогућава да посматрамо детаљне подструктуре у далеким галаксијама и проучавамо њихове саставне звезде са тачношћу коју другачије не бисмо могли да постигнемо “, рекао је Коо, професор астрономије и астрофизике на УЦСЦ.
Слике су добили Вригхт и Кецк АО тим током тестирања адаптивног оптичког система ласерске водеће звезде на 10-метарском телескопу Кецк ИИ. Оне су прве научно квалитетне слике далеких галаксија добијених новим системом. Ово означава велики корак за Истраживање благајне Центра за адаптивну оптику (ЦАТС), који ће користити адаптивну оптику за посматрање великог узорка слабих, далеких галаксија у раном свемиру, рекао је Ларкин из УЦЛА-е.
„Неколико смо година напорно радили узимајући податке око светлих звезда. Али били смо веома ограничени у погледу броја и врста објеката које можемо посматрати. Само ласером сада можемо доћи до најбогатијих и најузбудљивијих циљева. “ Ларкин је рекао.
Адаптивна оптика (АО) исправља замућени ефекат атмосфере, који озбиљно деградира слике које виде земаљски телескопи. АО систем прецизно мери ово замагљивање и исправља слику користећи огледало које се може деформисати, примењујући корекције стотине пута у секунди. Да би мерио замагљивање, АО је потребан сјајан тачкасти извор светлости у видном пољу телескопа, који се може вештачки створити помоћу ласера да побуђује атоме натријума у горњој атмосфери, узрокујући им да светлују. Без такве звезде ласерског водича, астрономи су морали да се ослањају на сјајне звезде ("природне звезде водича"), што драстично ограничава где се АО може користити на небу. Штавише, природне звезде водича су превише сјајне да би могле да посматрају веома слабе, далеке галаксије на истом делу неба, рекао је Коо.
"Појава звезде ласерског водича у Кецк-у отворила је небо за посматрање адаптивне оптике и сада се Кецк можемо користити за фокусирање на она поља где већ имамо дивне, дубоке оптичке слике са свемирског телескопа Хуббле", рекао је Коо.
Будући да је пречник огледала Кецк телескопа четири пута већи од Хуббле-а, он може добити слике четири пута оштрије од Хуббле-а у блиском инфрацрвеном стању сада када је доступан систем ласерске прилагодљиве звезде за прилагођавање оптике да би се превазишли ефекти замагљивања атмосфере.
Слике представљене на састанку ААС-а добијене су у подручју неба познатом као поље ГООДС-Соутх, где су Хуббле, рендгенски опсерваториј Цхандра и други телескопи већ извршили дубока запажања. На сликама је шест слабашних галаксија, укључујући два извора рендгенских зрака које је Цхандра идентификовала. Рендгенске емисије, у комбинацији са поремећеном морфологијом ових објеката, сугерисале су недавне активности спајања, каже Мелбоурне. Спајање може усмјерити велике количине материје у центар галаксије, а емисије рендгенских зрака из галактичког центра указују на присуство огромне црне рупе која активно троши материју.
„Сада смо прилично сигурни да видимо галаксије које су претрпеле недавна спајања“, рекао је Мелбоурне. „Један од ових система има двоструко језгро, тако да заправо можете видети два језгра спајајућих галаксија. Други систем је веома неуредан - изгледа као олупина влака - и много је јачи извор рендгенских зрака. "
Поред осветљавања галактичког језгра рендгенским емисијама, спајања такође покрећу стварање нових звезда шокантним и компримовањем облака гаса. Тако су истраживачи били изненађени када су открили да системом са двоструким језгром доминирају релативно старе звезде и чини се да не производи много младих звезда.
„Ако смо у праву око сценарија спајања, онда се то спајање догађа између две галаксије које су већ формирале већину својих звезда пре неколико милијарди година и није им преостало пуно гаса да направе нове звезде“, рекао је Мелбоурне.
Ако додатна студија покаже да су такви објекти уобичајени још у прошлости, ова би опажања могла да објасне једну од загонетки формирања галаксија. Према превладавајућој теорији о хијерархијском формирању галаксија, велике галаксије настају током милијарди година спајањем мањих галаксија. Пошто спајања покрећу стварање звезда, било је тешко објаснити постојање веома великих галаксија којима недостају значајне популације младих звезда.
„Једна идеја је да можете имати такозвано суво спајање, где се две галаксије пуне старих звезда, али мало гаса спајају без формирања многих нових звезда. Оно што видимо у овом објекту је у складу са сувим спајањем “, рекао је Мелбоурне. "Чак и при сувом спајању, још увек може бити довољно гаса да се нахрани црна рупа, стварајући рендгенске емисије, али није довољно да се произведе снажан прасак формирања звезда."
Даљња запажања на средњим до далеко инфрацрвеним таласним дужинама, која се очекују касније ове године из Спитерског свемирског телескопа могу вам помоћи да то потврде. Спитзерови подаци пружиће бољи показатељ садржаја прашине у галаксији, што је кључна варијабла у тумачењу ових опсервација, рекао је Мелбоурне.
Ласерски водљиви систем прилагодљиве оптике финансирала је Фондација В. Кецк. Систем вештачких ласерских водиља развијен је и интегрисан у партнерство између Лавренце Ливерморе Натионал Лаборатори и В. Ласер је интегрисан у Кецку уз помоћ Дее Пеннингтон, Цуртис Бровн и Пам Данфортх. НИРЦ2 скоро инфрацрвену камеру развили су Калифорнијски технолошки институт, УЦЛА и Кецк опсерваторија. Опсерваторија Кецк делује као научно партнерство између ЦалТецх-а, Универзитета у Калифорнији и Националне управе за ваздухопловство и свемир.
Овај рад је подржан од стране Центра за адаптивну оптику, Националног научног и технолошког фонда за науку, којим управља УЦ Санта Цруз.
Изворни извор: Кецк Невс Релеасе
