[830x]
Новооткрытые массивные галактики отмечены на этом фото из обзора UltraVISTA.
С широкоугольным телескопом ESO VISTA удалось найти группу прежде не наблюдавшихся массивных галактик, существовавших в эпоху раннего «детства» Вселенной. Открытие и исследование столь большого числа таких галактик впервые позволило астрономам точно определить время их рождения.

Уже простой подсчет числа галактик на определенном участке неба дает возможность проверить теории происхождения и развития этих космических объектов. Однако, эта с виду легко решаемая задача превращается в очень трудную, когда пытаются сосчитать очень далекие и слабые галактики. Еще больше усложняет ситуацию то, что самые яркие и легко наблюдаемые галактики — они же и самые массивные — встречаются тем реже, чем дальше астрономы заглядывают в пространство, а значит, и в прошлое Вселенной, на такие расстояния, на которых более многочисленные слабые галактики увидеть и вовсе невозможно.

Группе астрономов во главе с Кариной Капути (Karina Caputi) из Астрономического института Каптейна при Гронингенском университете удалось найти много далеких галактик, до сих пор успешно «прятавшихся» от наблюдателей. Ученые использовали изображения, полученные в рамках обзора неба UltraVISTA – одного из шести проектов исследования неба с широкоугольным телескопом VISTA, фотографирующим большие поля в ближней инфракрасной области спектра. По этим изображениям была проведена перепись слабых галактик в интервале возраста Вселенной между 0.75 и 2.1 миллиардами лет.

[830x]
На этих фрагментах поля UltraVISTA – крупный план нескольких из новооткрытых массивных галактик.

Начиная с декабря 2009 года, в рамках UltraVISTA получаются изображения одного и того же участка неба. Это самый большой -- почти вчетверо больше размера лунного диска -- участок, когда-либо исследовавшийся до такой глубины в инфракрасном свете. Данные обзора UltraVISTA были сопоставлены с полученными при помощи Космического телескопа Спитцера (NASA Spitzer Space Telescope), работающего на более длинных волнах среднего инфракрасного диапазона [1].

“Мы выявили 574 новых массивных галактики. Это самая большая из обнаруженных выборок галактик ранней Вселенной”, -- говорит Карина Капути. “Их исследование позволяет нам ответить на простой, но очень важный вопрос: когда именно появились первые массивные галактики?”

Дело в том, что на волнах ближнего инфракрасного диапазона астрономы могут наблюдать скрытые космическими пылевыми облаками очень далекие объекты [2], которые образовались в совсем молодой и наполненной пылью Вселенной.

Группа Капути обнаружила, что в течение очень короткого (в масштабах Вселенной) времени произошло взрывное увеличение количества массивных галактик. Значительная часть [3] тех галактик большой массы, которые мы сейчас наблюдаем в окружающей нас части Вселенной, уже существовала, когда с момента Большого Взрыва прошло всего три миллиарда лет.

“При этом в эпоху, соответствующую одному миллиарду лет после Большого Взрыва, мы никаких массивных галактик не видим. Таки образом, можно утверждать, что все они образовались именно в этот временной промежуток”, -- заключает соавтор работы Генри Джой Мак-Кракен (Henry Joy McCracken) [4].

Кроме того, астрономы выяснили, что массивные галактики были более многочисленными, чем раньше считалось. Новонайденные галактики составляют половину общего числа массивных галактик, родившихся в интервале между 1.1 и 1.5 миллиарда лет после Большого Взрыва [5]. Этот результат находится в противоречии с современными моделями образования галактик в ранней Вселенной, которые не предсказывают существования галактик-монстров на столь ранних этапах ее развития.

Ситуация еще больше осложняется тем, что массивные галактики ранней Вселенной могут неожиданно оказаться более запыленными, чем до сих пор считалось, а если так, то они могут оказаться невидимыми даже на изображениях UltraVISTA. Если принять это допущение, то нынешняя картина образования галактик в ранней Вселенной может быть полностью пересмотрена.

Поиск запыленных ранних галактик будет вестись и с гигантским телескопом ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). И если они будут найдены, то, конечно, станут одной из наблюдательных целей строящегося ESO 39-метрового гигантского телескопа E-ELT (European Extremely Large Telescope).

Примечания

[1] Наблюдения с телескопом ESO VISTA велись в ближнем инфракрасном диапазоне на волнах 0.88–2.15 мк, тогда как телескоп Спитцера работал в среднем инфракрасном диапазоне (3.6 и 4.5 мк).

[2] Вследствие расширения Вселенной получается, что чем дальше от нас находится объект, тем быстрее он от нас удаляется. Из-за этого свет от далеких галактик краснеет (эффект Допплера) и наблюдать их приходится в инфракрасных лучах.

[3] В данном контексте "массивный" означает массу более 50 миллиардов Солнц. Общая масса звезд нашей Галактики тоже близка к этой цифре.

[4] Группа Капути не нашла массивных галактик на красных смещениях больше 6, что соответствует времени менее 0.9 миллиарда лет после Большого Взрыва.

[5] Это эквивалентно красному смещению между z=5 и z=4.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “Spitzer Bright, UltraVISTA Faint Sources in COSMOS: The Contribution to the Overall Population of Massive Galaxies at z = 3-7”, K. Caputi и др., которая появилась в Astrophysical Journal.

Состав исследовательской группы: Karina I. Caputi (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Netherlands), Olivier Ilbert (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille University, France), Clotilde Laigle (Institut d'Astrophysique de Paris, France), Henry J. McCracken (Institut d'Astrophysique de Paris, France), Olivier Le Fèvre (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille University, France), Johan Fynbo (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, Copenhagen, Denmark), Bo Milvang-Jensen (Dark Cosmology Centre), Peter Capak (NASA/JPL Spitzer Science Centre, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), Mara Salvato (Max-Planck Institute for Extragalactic Physics, Garching, Germany) и Yoshiaki Taniguchi (Research Center for Space and Cosmic Evolution, Ehime University, Japan).

Ссылки

• Текст научной статьи в Astrophysical Journal http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1545/eso1545a.pdf
• Фото VISTA


• VISTA Public Surveys

Перевод пресс-релиза ESO eso1545 http://www.eso.org/public/russia/news/eso1545/?utm...ium=feed&utm_source=feedburner