Ένα πιάτο του Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) κοντά στο Pune, Μαχαράστρα, Ινδία. Δικαιώματα: Εθνικό Κέντρο Ραδιοαστροφυσικής
Η εξερεύνηση γαλαξιών σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις από τη Γη μπορεί τώρα να είναι προσβάσιμη.
Πώς σχηματίζονται τα αστέρια σε μακρινούς γαλαξίες; Οι αστρονόμοι προσπαθούν εδώ και καιρό να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα ανιχνεύοντας ραδιοφωνικά σήματα που εκπέμπονται από κοντινούς γαλαξίες. Ωστόσο, αυτά τα σήματα γίνονται πιο αδύναμα όσο πιο μακριά είναι ο γαλαξίας από τη Γη, καθιστώντας δύσκολο για τα τρέχοντα ραδιοτηλεσκόπια να τα πιάσουν.
Τώρα ερευνητές από το Μόντρεαλ και την Ινδία έχουν καταγράψει ένα ραδιοσήμα από τον πιο μακρινό γαλαξία σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος γνωστό ως γραμμή 21 cm, επιτρέποντας στους αστρονόμους να εμβαθύνουν στα μυστήρια του πρώιμου σύμπαντος. Με τη βοήθεια του ραδιοτηλεσκοπίου Giant Metrewave στην Ινδία, αυτή είναι η πρώτη φορά που ανιχνεύεται αυτό το είδος ραδιοφωνικού σήματος σε τόσο μεγάλη απόσταση.
Απεικόνιση που δείχνει την ανίχνευση ενός σήματος από έναν μακρινό γαλαξία. Πίστωση: Sawada Pardesi
“Ένας γαλαξίας εκπέμπει διαφορετικούς τύπους ραδιοφωνικών σημάτων. Μέχρι τώρα, ήταν δυνατό να ληφθεί μόνο αυτό το συγκεκριμένο σήμα από έναν κοντινό γαλαξία, γεγονός που περιορίζει τις γνώσεις μας για τους γαλαξίες που βρίσκονται πιο κοντά στη Γη”, λέει ο Arnab Chakraborty, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο McGill. υπό την επίβλεψη του καθηγητή Matt Dobbs.
Αλλά με τη βοήθεια ενός φυσικού φαινομένου που ονομάζεται βαρυτικός φακός, μπορούμε να πάρουμε ένα αχνό σήμα από απόσταση ρεκόρ. Αυτό θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τον σχηματισμό γαλαξιών σε πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις από τη Γη».
Μια αναδρομή στο χρόνο στο πρώιμο σύμπαν
Για πρώτη φορά, οι ερευνητές μπόρεσαν να ανιχνεύσουν το σήμα από έναν μακρινό γαλαξία σχηματισμού αστέρων, γνωστό ως SDSSJ0826+5630 και να μετρήσουν τη σύσταση του αερίου του. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι η ατομική μάζα της περιεκτικότητας σε αέριο στον συγκεκριμένο γαλαξία είναι σχεδόν διπλάσια από τη μάζα των αστεριών που είναι ορατά σε εμάς.
Εικόνα ενός ραδιοφωνικού σήματος από τον γαλαξία. Πίστωση: Chakraborty and Roy/NCRA-TIFR/GMRT
Το σήμα που εντόπισε η ομάδα εκπέμπεται από αυτόν τον γαλαξία όταν το σύμπαν ήταν μόλις 4,9 δισεκατομμυρίων ετών, επιτρέποντας στους ερευνητές να ρίξουν μια ματιά στα μυστήρια του πρώιμου σύμπαντος. «Είναι το ισοδύναμο με το να κοιτάξουμε πίσω στον χρόνο 8,8 δισεκατομμύρια χρόνια», λέει ο Chakraborty, ο οποίος σπουδάζει κοσμολογία στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου McGill.
Καταγράψτε το σήμα από έναν μακρινό γαλαξία
“Ο βαρυτικός φακός ενισχύει το σήμα που προέρχεται από ένα μακρινό αντικείμενο για να μας βοηθήσει να κοιτάξουμε έξω στο πρώιμο σύμπαν. Στη συγκεκριμένη περίπτωση, το σήμα κάμπτεται από την παρουσία ενός άλλου τεράστιου αντικειμένου, ενός άλλου γαλαξία, μεταξύ του στόχου και του παρατηρητή. Αυτό αποτελεσματικά ενισχύει το σήμα κατά 30, επιτρέποντας στο τηλεσκόπιο να τα συλλάβει», λέει ο συν-συγγραφέας Nirupam Roy, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής στο Ινδικό Ινστιτούτο Επιστημών.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν τη σκοπιμότητα της παρατήρησης μακρινών γαλαξιών σε παρόμοιες καταστάσεις χρησιμοποιώντας βαρυτικό φακό. Ανοίγει επίσης συναρπαστικές νέες ευκαιρίες για τη διερεύνηση της κοσμικής εξέλιξης των άστρων και των γαλαξιών χρησιμοποιώντας τα σημερινά ραδιοτηλεσκόπια χαμηλής συχνότητας.
Αναφορά: «Εκπομπή HI 21 cm που ανιχνεύθηκε από έναν γαλαξία με έντονα φακό στο z ~ 1,3» από τους Arnab Chakraborty και Nirupam Roy, 23 Δεκεμβρίου 2022, Διαθέσιμο εδώ. Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696
Το Giant Metrewave Radio Telescope κατασκευάστηκε και λειτουργεί από το NCRA-TIFR. Η έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Πανεπιστήμιο McGill και το Ινδικό Ινστιτούτο Επιστημών.