Астрономы Массачусетского технологического института и других стран использовали массивное скопление галактик, как рентген увеличительного стекла, чтобы всмотреться в прошлое, до почти 9,4 млрд лет назад. В процессе, они заметили крошечные карликовые галактики во первых, с высокой энергией этапах формирования звезд.
В то время как скопления галактик были использованы для того чтобы увеличивать объекты в оптическом диапазоне, это первый раз, когда ученые использовали эти мощные гравитационные гиганты для увеличения крайних, далеких, рентгеновского излучения явлений.
Что они обнаружены, кажется, голубое пятнышко младенца галактики, около 1/10,000 размер нашего Млечного Пути, в самый разгар штамповать свои первые звезды, сверхмассивные, космически короткоживущие объекты, которые излучают высокоэнергетические рентгеновские лучи, которые исследователи зафиксировали в виде ярко-синие дуги.
«Это маленькая голубая точка, то есть это очень маленькая галактика, которая содержит большое супер-горячий, очень массивные молодые звезды, которые образовались в последнее время», — говорит Мэтью Бейлиса, ученый-исследователь в Массачусетского технологического института Кавли Институт астрофизики и космических исследований. «Эта галактика похожа на самых первых галактик, которые сформировались во Вселенной …, которые никто никогда не видел в X-Ray в далекой Вселенной раньше.»
Говорит Бейлиса обнаружения этой одной, далекой галактике-это доказательство того, что ученые могут использовать скоплений галактик, как естественное рентгеновское лупы, чтобы выбрать экстремальный, высокоэнергетических явлений в ранней истории Вселенной.
«С этой техникой, мы могли бы, в будущем, увеличить далекой галактики и возраст-дата разных ее частях — говорить, что это часть звезд, которые образовались около 200 миллионов лет назад, по сравнению с другой частью, которая образуется 50 миллионов лет назад, и забрать их только так, нельзя иначе», — говорит Бейлиса, который будет двигаться по данным Университета Цинциннати в качестве помощника профессора физики.
Он и его соавторы, в том числе Майкл Макдональд, доцент кафедры физики Массачусетского технологического института, опубликовали свои результаты в журнале Nature астрономии.
Свеча в свете
Скопления галактик-самые массивные объекты во Вселенной, состоящие из тысяч галактик, все связаны друг с другом гравитацией, как одна огромная, мощная сила. Скопления галактик настолько массивны, и их гравитационное притяжение настолько сильное, что они могут исказить ткань пространства-времени, искривление Вселенной и все окружающие света, как слон будет растягиваться и деформироваться трапеции нет.
Ученые использовали скоплений галактик, как космические увеличительные стекла, с помощью метода, известного как гравитационное линзирование. Идея заключается в том, что если ученые смогут приблизительная масса скопления галактик, они смогут оценить ее гравитационное воздействие на все окружающие света, а также угол, при котором кластер может отразить этот свет.
Например, представьте, если бы сторонний наблюдатель, перед скоплением галактик, пытаясь разглядеть объект, например, в одной галактике, за что кластере. Света, испускаемого этим объектом поедет прямо к кластеру, затем согнуть вокруг кластера. Она будет продолжать поиски в направлении наблюдателя, хотя немного разными углами, появляясь на наблюдателя как зеркальные отражения одного и того же объекта, которые в итоге могут быть объединены в один, «увеличенное» изображение.
Ученые использовали скопления галактик, чтобы увеличивать объекты в оптическом диапазоне, но никогда в рентгеновском диапазоне электромагнитного спектра, в основном потому, что сами скопления галактик излучают огромное количество рентгеновских лучей. Ученые думали, что любые рентгеновского излучения, исходящего от фонового источника будет невозможно отличить от собственных блики кластера.
«Если вы пытаетесь увидеть рентгеновский источник за скоплением, это все равно что пытаться увидеть свечу рядом с очень ярким светом», — говорит Бейлиса. «Поэтому мы знали, что это сложные измерения, чтобы сделать».
Рентген вычитание
Исследователи задались вопросом: могут ли они вычитать, что яркий свет и увидеть свечу за ней? Другими словами, они могли снять рентгеновского излучения исходит от скопления галактик, чтобы просмотреть гораздо слабее, Х-лучи, идущие от объекта, позади и увеличивается в кластере?
Команда протестировала эту идею с наблюдений, проводимых НАСА Чандра рентгеновской обсерватории, одной из самых мощных в мире рентгеновских космических телескопов. Они рассматривались, в частности, Чандра измерений Феникса кластера, далекой галактике кластер находится в 5,7 миллиардах световых лет от Земли, которая составляет около квадриллиона раз массивнее Солнца, гравитационные эффекты, которые должны сделать его мощным, натуральные увеличительные линзы.
«Идея состоит в том, чтобы принять все ваши лучшие рентгеновский телескоп-это … в этом случае, Чандра, — и использовать естественные линзы, чтобы увеличить и эффективно сделать Чандра больше, так что вы можете видеть более удаленные предметы,» Бейлиса говорит.
Он и его коллеги проанализировали результаты наблюдений Феникса кластера, происходит непрерывно с помощью «Чандра» в течение месяца. Они также смотрели на изображения кластера заняли два оптических и инфракрасных телескопов — космического телескопа Хаббла и телескопа Магеллан в Чили. Со всеми этими различными представлениями, команда разработала модель для характеристики оптических эффектов кластера, что позволило ученым точно измерить рентгеновского излучения от самого кластера, и вычесть его из данных.
Они остались с две похожие модели рентгеновского излучения вокруг кластера, в котором они определены «линзовый», или гравитационно согнуты, кластер. Когда они проследили выбросов в прошлое, они обнаружили, что все они исходили из одного, далекого источник: крошечные карликовые галактики с 9,4 млрд лет назад, когда самой Вселенной было примерно 4,4 млрд лет-примерно на треть от ее текущего возраста.
«Раньше Чандра видела только несколько вещей на этой дистанции», — говорит Бейлиса. «Менее чем 10 процентов времени, мы обнаружили этот объект, точно так же далеко. И гравитационное линзирование-это то, что давайте сделаем это».
Сочетание Чандра и природных кластер Феникса линзирования сила команды, чтобы увидеть крошечные галактики, прячась за кластера, увеличивается примерно в 60 раз. В этой резолюции, они смогли увеличить различить два отдельных скопления в галактике, производить много больше рентгеновских лучей, чем другие.
Как рентгеновские лучи обычно получают в экстремальных кратковременных явлений, ученые считают, что первые рентген-богатые скопления сигналов в состав карликовой галактики, которую совсем недавно образовали сверхмассивные звезды, в то время как спокойные регионе старая области, который содержит более зрелых звезд.
«Мы ловим этой галактики на очень полезный этап, где он получил эти очень молодые звезды», — говорит Бейлиса. «Все галактики должны были запустить в этом этапе, но мы не видим много таких галактик в нашей собственной окрестности. Теперь мы можем вернуться в прошлое, заглянуть в далекой Вселенной, найти галактик в ранней фазе своей жизни, и начать учиться, как звездообразования там».
Это исследование было фондировано, в части, НАСА и научный институт космического телескопа.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!