Ученые воспользовались галактическим кластером как гигантским увеличительным стеклом

                            Новый подход помог астрофизикам рассмотреть крохотную галактику из далекого прошлого нашей Вселенной.

Астрономы из Массачусетского технологического института использовали массивное скопление галактик как линзу и смогли увидеть карликовую галактику на самых первых высокоэнергетических стадиях звездообразования. Статья об этом опубликована в издании Nature Astronomy.


Обычно галактические кластеры помогают увеличить объекты, изучаемые в видимом диапазоне излучения. Американские астрономы впервые сумели использовать скопление галактик для исследования удаленного объекта в рентгеновском диапазоне длин волн. Благодаря этому удалось обнаружить совсем юную (по меркам Вселенной) галактику. И совсем крохотную — она в 10 тысяч раз меньше Млечного Пути.

«Эта галактика похожа на самые первые галактики, которые сформировались во Вселенной, <…> подобных которым раньше никто никогда не наблюдал в рентгеновских лучах», — говорит один из авторов исследования Мэтью Бэйлисс. По словам ученого, обнаружение этого объекта доказывает, что галактические кластеры можно использовать как «рентгеновскую лупу» и выявлять с их помощью высокоэнергетические феномены в ранней Вселенной. «Используя эту технику, мы могли бы в будущем увеличивать далекие галактики и датировать возраст их различных регионов», — дополняет Бэйлисс.

Метод, которым воспользовались ученые, известен как гравитационное линзирование. Его идея состоит в том, что если хотя бы примерно известна масса крупного, по космическим меркам, объекта, то можно оценить и гравитационное воздействие этого объекта на какое-либо излучение. Так, если небольшая галактика находится позади галактического кластера, то свет от нее будет определенным образом этот кластер огибать. Как объясняют ученые, для условного наблюдателя с другой стороны от кластера (например, для астрофизиков на Земле) этот свет появится «в виде зеркальных изображений одного и того же объекта, которые в итоге можно объединить в одно».

Эффект гравитационного линзирования. Более крупный объект искривляет световые лучи, идущие от меньшего объекта к наблюдателю. / © ESA Science & TechnologyГравитационное линзирование ранее никогда не проводили в рентгеновском диапазоне, потому что скопления галактик сами очень интенсивно излучают на этих длинах волн, «забивая» все фоновые источники излучения. Однако астрономы смогли отсеять «фон» гравитационной линзы, в качестве которой был выбран кластер Феникс. Его размер — около 7,3 миллиона световых лет в ширину, что делает Феникс самым массивным из наблюдаемых скоплений.

Собрав данные наблюдений за Фениксом, проведенные при помощи телескопа «Чандра» в течение месяца, а также снимки кластера, сделанные телескопом «Хаббл» и Магеллановыми телескопами в Чили, команда ученых разработала модель для характеристики оптических эффектов кластера. Это позволило исследователям точно измерить рентгеновское излучение самого кластера и вычесть его из данных. Оставшиеся паттерны рентгеновских лучей позволили обнаружить карликовую галактику. Зафиксированные учеными лучи показывают состояние галактики 9,4 миллиарда лет назад: именно тогда она испустила это излучение .

Поскольку рентгеновские лучи обычно генерируются всплесками, исследователи полагают, что зафиксированный ими сигнал исходит из той части карликовой галактики, в которой совсем недавно образовались сверхмассивные звезды. «Мы поймали эту галактику на очень интересной стадии, когда в ней есть действительно молодые звезды, — говорит Мэтью Бэйлисс. — Рядом с нами подобных галактик немного. И теперь мы можем вернуться в прошлое, заглянуть в далекую вселенную, найти галактики в этой ранней фазе их жизни и начать изучать особенности формирования звезд».

            Скопировать ссылку