Виявлено найдальший об'єкт у Всесвіті

Міжнародна група астрономів, зокрема фахівці Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики (США), виявили найдальший об'єкт у Всесвіті. Час подорожі світла від галактики-кандидата HD1 становив 13,3 мільярда років. Про це повідомляється у препринтах у репозиторії arXiv (тут і тут). Обидва дослідження прийняті до публікації в журналах Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters та Astrophysical Journal.

Дослідники провели пошук галактик лайманівського розриву (англ. Lyman-break galaxies, LBG) — дуже віддалених галактик, у яких відбувається активне зіркоутворення. Для їх виявлення вчені проводять пошук випромінювання, у спектрі якого є так звана межа Лаймана - хвиля довжиною 91,15 нанометра, що породжується переходом атома водню з основного стану в іон водню. Присутність межі у випромінюванні зірки вказує на те, що вона складається переважно з водню і, таким чином, є дуже давньою.

Кінець інопланетянам. Звідки беруться таємничі сигнали із космосу і чому позаземних цивілізацій не існує

Якщо в регіоні відбувається зіркоутворення, то там мають бути скупчення нейтрального газу, що поглинає значну частку хвиль, чия довжина коротша за межу Лаймана, і це явище відоме як лайманівський розрив.Для галактики з червоним усуненням z=3 (час подорожі світла приблизно дорівнює 11 мільярдам років) довжина хвилі розриву значно розтягується через розширення Всесвіту і сягає близько 360 нанометрів, що достатньо виявлення наземними і космічними телескопами. Такий об'єкт буде видно за одних довжин хвиль, але різко пропадає при довжинах хвиль, коротше порогового значення. У разі далеких галактик, що випускають ультрафіолетове випромінювання лайманів, англомовні астрономи позначають це терміном H-dropout.

Дослідники спочатку провели пошук LBG у фотометричних базах даних галактик Cosmological Evolution Survey та SXDS та ідентифікували дві галактики-кандидата – HD1 та HD2. Об'єкт HD1 був додатково вивчений за допомогою радіоінтерферометра ALMA, і це дозволило підтвердити, що він має червоне усунення 13,27 (час подорожі світла 13,34 мільярда років).

Астрофізики також вивчили можливу природу джерела, чи є галактикою з активним зіркоутворенням або квазаром з надмасивною чорною діркою, і дійшли висновку, що обидві гіпотези правдоподібні. У першому випадку в галактиці формування нових зірок має відбуватися екстремальними темпами, щоб пояснити неймовірну яскравість джерела та його високу густину. У разі квазара маса чорної діри повинна бути порівняна з масою 100 мільйонів Сонців, яка поглинає навколишню речовину з максимальною можливою швидкістю або зі швидкістю, що породжує потужний зірковий вітер, що відкидає цю речовину. Наявність такої чорної діри, що виникла через близько 300 мільйонів років після Великого вибуху, становить складність для сучасних моделей зростання надмасивних чорних дірок.

Очікується, що природа HD1 буде остаточно встановлена ​​за допомогою космічного телескопа нового покоління «Джеймса Вебба», запущеного в грудні 2021 року, який проходить процедуру калібрування.

Астрономи виявили галактику, віддалену від Сонця на 13,2 млрд світлових років

НЬЮ-ЙОРК, 17 травня. /Кор. ТАРС Ігор Борисенко/. Астрономи виявили галактику, що сформувалася через 250 млн. років після Великого вибуху.

Зіркове скупчення MACS1149-JD1 знаходиться на відстані 13,28 млрд світлових років від Сонячної системи і вважається найвіддаленішим космічним об'єктом, відстань до якого вдалося визначити. Крім того, як повідомив в інтерв'ю інтернет-порталу Space.com один із учасників астрономічних спостережень Ніколас Лапорт з Університетського коледжу в Лондоні, ця галактика - найвіддаленіший космічний об'єкт, у якому виявлено сліди кисню.

Спостереження цієї галактики вперше було проведено у 2012 році, проте зараз, проаналізувавши дані з орбітальних телескопів "Хаббл" та "Спітцер", астрономи змогли з більш високим ступенем точності визначити відстань до неї. "Це своєрідна подорож назад у часі, дедалі ближче до моменту Великого вибуху", - пояснив астроном. Мета вчених - визначити початковий етап в історії виникнення Всесвіту, і тоді вони зможуть отримати відповідь на одні з найбільш фундаментальних питань: які були найперші зірки та галактики. На думку Ніколаса Лапорта, спостереження галактики MACS1149-JD1 стануть важливим кроком у цьому напрямку.

На думку астронома Річарда Боуенса, точніші спостереження цієї та інших віддалених галактик можна буде здійснити за допомогою нового орбітального телескопа James Webb із дзеркалом діаметром 6,5 метра, який, як очікується, буде виведений на орбіту у березні-червні 2019 року.

Свідоцтво про реєстрацію ЗМІ №03247 видано 02 квітня 1999 р. Державним комітетом Російської Федерації з друку.

Окремі публікації можуть містити інформацію,
не призначену для користувачів віком до 16 років.

На інформаційному ресурсі застосовуються
рекомендаційні технології.

Квазари, гамма-сплески та скупчення галактик: як вивчають найдальші космічні об'єкти

Нова рекордно далека галактика GN-z11 виразно показує, що астрономи не стоять на місці і далі відсувають кордон невідомого нам космосу. Розповідаємо про найдальші об'єкти космосу і як їх вивчають.

Читайте «Хайтек» у

Квазари

Перший квазар, 3C 48, був виявлений наприкінці 1950-х років Алланом Сендіджем і Томасом Метьюз під час радіоогляду неба. 1963 року було відомо вже 5 квазарів. Новий тип об'єктів поєднували деякі аномальні властивості, які на той момент не могли бути пояснені. Вони випускали велику кількість випромінювання широкого спектру, але більша частина їх оптично не виявлялася, хоча в деяких випадках вдавалося ідентифікувати слабкий і точковий об'єкт, схожий на далеку зірку. Спектральні лінії, які ідентифікують хімічні елементи, з яких складається об'єкт, теж були надзвичайно дивними і не піддавалися розкладанню на спектри всіх відомих на той момент елементів та їх різних іонізованих станів.Найдальші квазари завдяки своїй гігантській світності, що перевищує в сотні разів світність звичайних галактик, реєструються за допомогою радіотелескопів на відстані понад 12 млрд. світлових років. Найвіддаленіший рентгенівський квазар, відкритий СРГ та підтверджений вченими з КФУ, знаходиться на z=4,23. Статтю дослідження першого групи далеких квазарів СРГ на телескопі РТТ-150 нещодавно опублікували у провідному науковому виданні — «Листах в астрономічний журнал». Поки що виявили не більше тисячі далеких квазарів. Останній – J0313-1806 – відкрили на червоному зміщенні 7,6. Декілька років тому його включили до списку кандидатів — за даними кількох великих оглядів. І ось тепер підтвердили. Маса – 1,6 мільярда сонячної. Світло від нього йшло до нас 13,1 мільярда років. Це означає, що ми отримали знімок об'єкта, що існував лише через 670 мільйонів років після Великого вибуху. Виходить, це ще й наймолодший квазар із відомих нам. У його рідній галактиці спостерігали активне зіркоутворення.

Гамма-сплески

З космологічної природи гамма-сплесків ясно, що вони повинні мати величезну енергію. Причому ця енергія виділяється дуже короткий час. Наявність релятивістських джетів означає, що ми бачимо малу частку всіх сплесків, що відбуваються у Всесвіті. Оцінка їх частоти становить близько одного сплеску на галактику один раз на 100 000 років. Події, що породжують гамма-сплески, настільки потужні, що іноді їх можна спостерігати неозброєним оком, хоча вони відбуваються на відстані мільярдів світлових років від Землі. Механізм, внаслідок якого за такий короткий час у малому обсязі виділяється стільки енергії, досі не зовсім зрозумілий.Найбільш ймовірно, що він різний у разі коротких та довгих гамма-сплесків. На сьогоднішній день розрізняють два основні підвиди ГВ: довгі і короткі, що мають суттєві відмінності у спектрах та спостережних проявах. Так, довгі гамма-сплески іноді супроводжуються вибухом наднової зірки, а короткі ніколи. Існують і дві основні моделі, які пояснюють ці два типи катаклізмів.

Ці події відбуваються в далеких галактиках на червоному зсуві від двох до чотирьох і більше. Колосальна кількість енергії виділяється за сто секунд. Згідно з робочою гіпотезою, це спалахи гіпернових зірок масою в тисячу і більше сонячних. У нашій галактиці таких потужних зірок немає. Спалах зірок менших, 10–30 мас Сонця, називаються надновими. За тисячу років історії людства в нашій галактиці спалахи наднових відбувалися лише кілька разів. А гамма-сплески сучасні орбітальні телескопи реєструють практично щодня. Ми теж близько десяти років спостерігали оптичне післясвічення цих подій за допомогою телескопа РТТ-150 та опублікували близько сотні астрономічних телеграм спільно з російськими вченими з ІКІ РАН та турецькими колегами.

Ільфан Бікмаєв, професор Казанського федерального університету

Скупчення галактик

Цікаву інформацію про міжгалактичний газ у скупченнях галактик дали радіоспостереження у метровому діапазоні довжин хвиль. Вони показали наявність у скупченнях галактик радіоджерел неправильної форми, що мають компактну «голову» і довгий «хвіст». Ці дані легко інтерпретуються, якщо припустити, що радіоджерело — хмара релятивістських електронів, що випромінюють синхротронним механізмом у магнітному полі, рухається щодо міжгалактичного газу.Наявність швидкості призводить до того, що лобовий тиск стискає радіоджерело з одного боку («голова»), а зменшення тиску з іншого боку призводить до утворення протяжного «хвоста». У центральній частині багатих світлових галактик часто знаходяться потужні радіогалактики, випромінювання яких особливо інтенсивне у метровому діапазоні довжин хвиль. У сантиметровому діапазоні випромінювання радіогалактик дуже слабке. Тут, проте, може проявити себе випромінювання компактних радіоджерел у ядрах галактик.

У скупченні між галактиками знаходиться газ, розігрітий до одного-двох мільйонів градусів. Він випромінює в рентгені та доступний для спостереження "Спектром-РГ". Звідки цей газ, поки що невідомо. Можливо, притікає з галактик, коли там спалахують наднові, що підтверджують лінії заліза у рентгенівському діапазоні міжгалактичного газу. Цей важкий елемент напрацьовується довго у надрах зірок.

Ільфан Бікмаєв, професор Казанського федерального університету

Згідно з астрономічними спостереженнями та теоретичними розрахунками, видима речовина, тобто зірки, газ і пил — це лише кілька відсотків маси Всесвіту. Чверть припадає на темну матерію, решта майже 70% належить ще більш таємничій субстанції — темній енергії. Задля розгадки цих таємниць вчені просуваються все далі в просторі-часі, до вихідної точки, з якої все почалося.

Найдальша галактика

Вчені відкрили галактику GN-z11: це найдальший об'єкт у космосі. Як показує відкриття, сучасні техніки спостереження цілком дозволяють надійно фіксувати спектральні лінії навіть таких рідкісних у космосі елементів, як кисень і вуглець у ранньої галактики.Це важливо, тому що, розглядаючи такі рекордно далекі об'єкти, ми поринаємо в далеке минуле Всесвіту і бачимо його таким, яким він був у своїй ранній молодості. Так, у випадку GN-z11 ми спостерігаємо світло з нашого Всесвіту, коли йому було 420 мільйонів років, тобто менше 5% його поточного віку. Виявилося, що вже цієї ранньої епохи існували молоді, але досить масивні галактики, що з кількох мільйонів зірок. Завдання пошуку ще молодших (а якщо пощастить, то наймолодших у Всесвіті) галактик ляже на плечі телескопа Джеймс Вебб, про запуск якого ми ще поговоримо.

Як вивчають найдальші об'єкти?

У 2020 році було запущено канадський радіотелескоп CHIME, який спільно з американським радіотелескопом STARE2 встановив точне походження сплеску FRB 200428 - він йде від вже відомого магнітара, який знаходиться в нашому Чумацькому шляху.

Це відкриття дозволить не лише краще вивчити будову цієї дивовижної підгрупи нейтронних зірок, а й знайти ще не відкриті магнітари — на сьогоднішній день астрономам відомо лише близько 30 таких об'єктів.

Запущена в середині 2019 флагманська обсерваторія російської та німецької астрономії «Спектр-РГ» завершила в середині червня перший, а в середині грудня — другий огляд неба в жорсткому рентгенівському діапазоні.

Дані кожного нового огляду складаються з попередніми і дозволяють побачити все більш тьмяні об'єкти. Усього з моменту запуску обсерваторія виявила понад тисячу нових джерел рентгенівського випромінювання, практично подвоївши їхню загальну кількість.

У 1977 році він вирушив у подорож до зовнішніх планет сонячної системи.Космічний корабель досліджував 4 планети і став єдиним людським пристроєм, який відвідав Нептун і Уран - з того часу ніхто не міг дістатися цих планет.

Він не прямує до якоїсь конкретної зірки, але має пролетіти приблизно за 4 світлові роки від Сіріуса.

«Нові горизонти» — єдиний віддалений космічний апарат, запущений у 2006 році, Плутон, що облетів у 2015 році і MU69 на початку 2019 року.

В даний час (лютий 2021 року) знаходиться приблизно в 50 а. е. від Землі.

Читати далі