Komunikat prasowy
Po raz pierwszy dostrzeżono ciemne galaktyki z wczesnego Wszechświata
11 lipca 2012
Ciemne galaktyki – wczesna faza formowania się galaktyk, przewidywana teoretycznie, ale do tej pory nie obserwowana – zostały po raz pierwszy dostrzeżone. Obiekty te są bogatymi w gaz galaktykami bez gwiazd. Dzięki należącemu do ESO Bardzo Dużemu Teleskopowi (VLT) międzynarodowy zespół wykrył te nieuchwytne obiekty obserwując je rozświetlone przez kwazar.
Ciemne galaktyki to małe, bogate w gaz galaktyki we wczesnym Wszechświecie, które są bardzo niewydajne w formowaniu gwiazd. Ich istnienie jest przewidywane przez teorie formowania galaktyk i uważa się, że stanowią bloki budulcowe dzisiejszych jasnych, wypełnionych gwiazdami galaktyk. Astronomowie sądzą, że dla dużych galaktyk mogły stanowić źródło większości gazu, z którego potem uformowały się gwiazdy istniejące obecnie.
Ponieważ zasadniczo brak w nich gwiazd, ciemne galaktyki nie emitują wiele światła, co czyni je bardzo trudnymi do wykrycia. Od lat astronomowie próbowali rozwijać nowe techniki obserwacji, aby potwierdzić istnienie ciemnych galaktyk. Małe absorpcje w widmach źródeł tła dały wskazówkę co do istnienia ciemnych galaktyk. Ale w prezentowanych tutaj badaniach po raz pierwszy ciemne galaktyki dostrzeżono bezpośrednio.
„Nasze podejście do problemu wykrywania ciemnych galaktyk opiera się na oświetleniu ich jasnym światłem” tłumaczy Simon Lilly (ETH Zurich, Szwajcaria), współautor publikacji. „Szukaliśmy fluorescencyjnego świecenia gazu w ciemnych galaktykach, rozświetlonego światłem ultrafioletowym od sąsiedniego, bardzo jasnego kwazara. Światła kwazara spowodowało świecenie ciemnych galaktyk dzięki procesowi podobnemu do znanego z ubrań oświetlonych lampami ultrafioletowymi w nocnym klubie.” [1]
Naukowcy wykorzystali wielką powierzchnię zbierającą i czułość Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) oraz serię bardzo długich ekspozycji, aby wykryć ekstremalnie słabą poświatę fluorescencyjną od ciemnych galaktyk. Skorzystali z instrumentu FORS2, aby wykonać mapę obszaru nieba wokół jasnego kwazara [2] HE 0109-3518, poszukując ultrafioletowego światła emitowanego przez gaz wodorowy, gdy jest on wystawiony na intensywne promieniowanie. Z powodu rozszerzania się Wszechświata światło tło jest w rzeczywistości obserwowano w odcieniu fioletu, gdy dociera do VLT. [3]
Po kilku latach prób wykrycia emisji fluorescencyjnej od ciemnych galaktyk, nasze wyniki pokazują potencjał tej metody odkrywania i badania tych fascynujących i dotychczas niewidzialnych obiektów” mówi Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz), główny autor badań.
Zespół wykrył prawie 100 gazowych obiektów, które są położone w odległości kilku milionów lat świetlnych od kwazara. Po bardzo starannych analizach, przeprowadzonych w celu wykluczenia obiektów, w których emisja może być spowodowana wewnętrznymi procesami formowania gwiazd w galaktykach, a nie światłem pochodzącym od kwazara, naukowcy ostatecznie zawęzili listę do 12 obiektów. Są to obecnie najbardziej przekonujące identyfikacje ciemnych galaktyk we wczesnym Wszechświecie.
Astronomowie byli także w stanie ustalić niektóre własności ciemnych galaktyk. Oszacowali, że masa gazu w nich zawartego to około miliard mas Słońca, co jest typowe dla bogatych w gaz, małomasywnych galaktyk we wczesnym Wszechświecie. Udało się także oszacować efektywność procesów powstawania gwiazd, które okazały się stłumione o czynnik ponad 100 względem typowych galaktyk, w którym formują się gwiazdy, na podobnym etapie kosmicznej historii. [4]
„Nasze obserwacje za pomocą VLT dostarczyły dowodu na istnienie zwartych i izolowanych ciemnych obłoków. Dzięki tym badaniom dokonaliśmy istotnego kroku w kierunku ujawniania i zrozumienia niejasnych wczesnych etapów formowania się galaktyk i tego w jaki sposób galaktyki pozyskały swój gaz” podsumowuje Sebastiano Cantalupo.
Spektrograf MUSE, który będzie testowany na VLT w 2013 roku, będzie bardzo potężnym narzędziem do badania tego typu obiektów.
Uwagi
[1] Fluorescencja to emisja światła przez substancję oświetloną źródłem światła. W większości przypadków emitowane światło ma dłuższe fale niż światło źródłowe. Na przykład świetlówki przekształcają promieniowanie ultrafioletowe – niewidoczne dla nas – w światło optyczne. Fluorescencja pojawia się naturalnie w niektórych związkach, takich jak skały lub minerały, ale może także zostać dodana celowo, tak jak w detergentach zawierających fluorescencyjne środki chemiczne, aby białe ubrania wydawały się jaśniejsze w normalnym świetle.
[2] Kwazary to bardzo jasne, odległe galaktyki, co do których uważa się, że są zasilane przez supermasywne czarne dziury w swoich centrach. Ich jasność czyni je mocnymi reflektorami, które pomagają rozświetlić otaczający obszar, umożliwiając badania ery, w której pierwsze gwiazdy i galaktyki formowały się z pierwotnego gazu.
[3] Emisja od wodoru znana jest jako promieniowanie Lyman-alfa I jest produkowana przez elektrony w atomach wodoru przechodzące z poziomu drugiego na najniższy poziom energetyczny. Jest to rodzaj promieniowania ultrafioletowego. Ponieważ jednak Wszechświat rozszerza się, długość fal światła od obiektów zostaje rozciągnięta gdy przemierza ono przestrzeń. Im dalej światło musi podróżować, tym bardziej staje się rozciągnięte. Ponieważ czerwony ma najdłuższe fale w zakresie widzialnym dla naszych oczu, proces ten nazywany jest „przesunięciem ku czerwieni” – stąd pochodzi też angielski termin „redshift”, używany przez astronomów również w języku polskim. Kwazar HE 0109-3518 jest położony na redshifcie z = 2,4, a ultrafioletowe światło od ciemnych galaktyk jest przesunięcie w zakres widma światła widzialnego. Wąskopasmowy filtr został specjalnie zaprojektowany do wyizolowania specyficznej długości fali światła emisji fluorescencyjnej przesuniętej ku czerwieni. Filtr ma swoje centrum w okolicach 414,5 nanometra, aby uchwycić emisję Lyman-alfa przesuniętą ku czerwieni o z=2,4 (czyli do odcienia fioletu) i ma szerokość zaledwie 4 nanometrów.
[4] Efektywność formowania gwiazd to masa nowo powstałych gwiazd względem masy dostępnego gazu. Okazuje się, że obiekty te potrzebowałyby ponad 100 miliardów lat, aby zmienić swój gaz w gwiazdy. Wynik ten jest zgodny z najnowszymi badaniami teoretycznymi, które sugerują, że bogate w gaz małomasywne halo na dużych przesunięciach ku czerwieni, mogą mieć bardzo słabą wydajność procesów formowania gwiazd na skutek małej zawartości metali.
Więcej informacji
Wyniki badań zaprezentowano w artykule "Detection of dark galaxies and circum-galactic filaments fluorescently illuminated by a quasar at z=2.4", Cantalupo et al., który ukaże się w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Skład zespołu badawczego: Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz, USA), Simon J. Lilly (ETH Zurich, Szwajcaria) oraz Martin G. Haehnelt (Kavli Institute for Cosmology, Cambridge, Wielka Brytania).
W roku 2012 mija 50. rocznica utworzenia Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO). ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Jest wspierane przez 15 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada Bardzo Duży Teleskop (Very Large Telescope), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest europejskim partnerem dla rewolucyjnego teleskopu ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. ESO planuje obecnie 40-metrowej klasy Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope - E-ELT), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.
Linki
Kontakt
Sebastiano Cantalupo
University of California
Santa Cruz, USA
Tel.: +1 831 459 5891
E-mail: cantal@ucolick.org
Simon J. Lilly
Institute for Astronomy, ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Tel.: +41 44 633 3828
E-mail: simon.lilly@phys.ethz.ch
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Tel. kom.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org
Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO
oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org
O komunikacie
Komunikat nr: | eso1228pl |
Nazwa: | HE 0109-3518 |
Typ: | Early Universe : Galaxy Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar |
Facility: | Very Large Telescope |
Instrumenty: | FORS2 |
Science data: | 2012MNRAS.425.1992C |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.