Телескоп APEX зарегистрировал скрытые процессы звездообразования в протоскоплении
[830x]Протоскопление галактик, формирующихся в ранней Вселенной: взгляд художника
Так художник видит формирование скопления галактик в ранней Вселенной. Галактики активно взаимодействуют друг с другом, в них идет бурный процесс образования звезд. Именно это происходит в галактике «Паутина» (Spiderweb Galaxy), формально обозначаемой MRC 1138-262, и в ее окрестностях – в одном из наиболее изученных протоскоплений галактик. Credit: ESO/M. Kornmesser
С телескопом APEX астрономы исследовали гигантское скопление галактик ранней Вселенной в процессе его формирования. Впервые в объектах такого типа звездообразование изучено с исчерпывающей полнотой. Оказалось, что этот процесс не только замаскирован большим количеством пыли, но и происходит в совершенно неожиданных местах.
Скопления галактик – крупнейшие во Вселенной объекты, целостность которых обеспечивается гравитационным притяжением. Механизмы их формирования еще не вполне понятны. Галактика «Паутина» (Spiderweb Galaxy, формальное обозначение MRC 1138-262 [1]) и ее окружение считается одним из наиболее ярких примеров протоскопления галактик в процессе его образования. При этом мы видим этот объект таким, каким он был более десяти миллиардов лет назад.
Несмотря на то, что это скопление изучается в ESO и других обсерваториях [2] уже двадцать лет, Хельмут Даннербауэр (Helmut Dannerbauer) из Венского университета в Австрии и его группа считают, что эта работа только начинается. Они поставили себе задачу исследовать скрытые процессы звездообразования и установить, какая часть звезд в Паутине образуется за толстой стеной пыли, оставаясь невидимой глазу наблюдателя.
[830x]На этом снимке, полученном с Космическим телескопом Хаббла NASA/ESA – полное ACS-изображение области вокруг галактики «Паутина» (в центре справа). Эта галактика расположена в центре формирующегося скопления галактик и окружена сотнями других галактик, принадлежащих этому скоплению. Credit: NASA, ESA, G. Miley and R. Overzier (Leiden Observatory), and the ACS Science Team Acknowledgement: Davide De Martin (ESA/Hubble).
С камерой LABOCA на телескопе APEX в Чили исследователи в течение 40 часов наблюдали скопление Паутины на миллиметровых волнах. Благодаря большой длине волны такое излучение способно проникать сквозь толстые облака космической пыли. У камеры LABOCA большое поле зрения, что делает ее идеальным инструментом для решения поставленной задачи.
Карлос Де Брейк (Carlos De Breuck), научный сотрудник ESO и соавтор работы, подчеркивает: “Это исследование – одно из самых глубоких по проницающей силе наблюдений, выполненных на APEX. Технические возможности телескопа реализованы в нем до предела, как и человеческая выносливость персонала, работающего на высоте 5050 метров над уровнем моря.”
Наблюдения на APEX показали, что по сравнению с соседними участками неба в области Паутины источников излучения примерно вчетверо больше. Тщательное сравнение новых данных с дополнительными наблюдениями, выполненными на различных длинах волн, подтвердило, что многие из этих источников находятся на том же расстоянии, что и само скопление галактик, а следовательно принадлежат формирующемуся скоплению.
“Новые наблюдения, выполненные на телескопе APEX, добавили последний штрих, необходимый для построения полного представления обо всех обитателях этого небесного мегаполиса. Галактики в нем находятся в процессе формирования, и поэтому в них, совсем как на земных стройплощадках, очень много пыли”, -- объясняет Хельмут Даннербауэр.
Когда исследователи стали выяснять, где именно в скоплении находятся области наиболее активного звездообразования, их ждал сюрприз. Ожидалось, что звезды образуются в крупных волоконообразных структурах, соединяющих отдельные галактики. Но на деле оказалось, что звезды в основном образуются в одной локальной области, положение которого вовсе не совпадает с «Паутиной» -- центральной галактикой протоскопления [3].
“WМы ставили себе целью найти скрытое звездообразование в скоплении Паутины — и мы сделали это. Но взамен получили новую загадку – процесс идет вовсе не там, где мы ожидали! Галактический мегаполис оказался асимметричным”, -- заключил Хельмут Даннербауэр.
Чтобы эта история получила продолжение, требуются дальнейшие наблюдения. Телескоп ALMA идеально подходит для того, чтобы сделать новый шаг в исследованиях и изучить пылевые области в протоскоплении гораздо подробнее.
Примечания
[1] Галактика «Паутина» содержит сверхмассивную черную дыру и является мощным радиоисточником. Этим она и привлекла внимание астрономов.
[2] Эта область интенсивно наблюдается различными телескопами ESO еще с середины 1990-х. Впервые красное смещение радиогалактики «Паутина», она же MRC1138-262 -- и следовательно расстояние до нее – было измерено на Ла Силья. Первые же наблюдения с приемником FORS на телескопе VLT привели к открытию протоскопления; впоследствии исследования продолжались с приемниками ISAAC, SINFONI, VIMOS и HAWK-I. Данные, полученные на телескопе APEX с камерой LABOCA, дополнили наблюдения, проводившиеся в оптической и ближней инфракрасной областях спектра с другими телескопами ESO. Для перекрестного отождествления источников, обнаруженных с камерой LABOCA, на оптических изображениях исследователи провели 12-часовые наблюдения на VLA.
[3] Считается, что такие вспышки звездообразования в пылевых облаках приводят к появлению эллиптических галактик, таких, какие встречаются в близких к нам скоплениях галактик.
Узнать больше
Результаты исследования изложены в статье “An excess of dusty starbursts related to the Spiderweb galaxy”, Dannerbauer, Kurk, De Breuck и др., которая выходит в онлайн-версии журнала Astronomy & Astrophysics 15 октября 2014 г.
Телескоп APEX является продуктом сотрудничества Института радиоастрономии им.Макса Планка (MPIfR), Космической обсерватории Онсала (OSO) и ESO. Эксплуатация телескопа APEX на плато Чахнантор поручена ESO.
Состав исследовательской группы: H. Dannerbauer (University of Vienna, Austria), J. D. Kurk (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germany), C. De Breuck (ESO, Garching, Germany), D. Wylezalek (ESO, Garching, Germany), J. S. Santos (INAF–Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Florence, Italy), Y. Koyama (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Japan [NAOJ]; Institute of Space Astronomical Science, Kanagawa, Japan), N. Seymour (CSIRO Astronomy and Space Science, Epping, Australia), M. Tanaka (NAOJ; Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, The University of Tokyo, Japan), N. Hatch (University of Nottingham, United Kingdom), B. Altieri (Herschel Science Centre, European Space Astronomy Centre, Villanueva de la Cañada, Spain [HSC]), D. Coia (HSC), A. Galametz (INAF–Osservatorio di Roma, Italy), T. Kodama (NAOJ), G. Miley (Leiden Observatory, the Netherlands), H. Röttgering (Leiden Observatory), M. Sanchez-Portal (HSC), I. Valtchanov (HSC), B. Venemans (Max-Planck Institut für Astronomie, Heidelberg, Germany) и B. Ziegler (University of Vienna).
Ссылки
Перевод пресс-релиза ESO eso1431 http://www.eso.org/public/russia/news/eso1431/