Radioteleskopy ALMA pozorovaly ohňostrůjné galaxie z mladého vesmíru  
Soustava ALMA sledovala na milimetrových vlnách gravitačním čočkováním zesílené, velmi jasné galaxie, staré kolem 12 miliard let. Tehdy v nich bouřila nesmírně intenzivní tvorba hvězd, před kterou se může jít Mléčná dráha klouzat.



Digitální redaktorka NewScientistu Flora Graham nedávno kouzelně uvítala příchod nejambicióznějšího pozemního astronomického projektu dnešní doby: „ALMA je tady a je ohromná.“ Je to tak, ve středu 13. března (2013) se po letech nesmírných problémů, odkladů a v neposlední řadě přepínání rozpočtu až do krajnosti, konečně rozběhl provoz Atakamské velké milimetrové anténní soustavy, čili ALMA. Za 1,5 miliardy amerických dolarů vznikl na severochilské náhorní plošině Chajnantor v nadmořské výšce 5 kilometrů astronomický interferometr, který je tvořen celkem 66 mobilními radioteleskopy. Odborníci ho hodnotí jako úžasný a můžeme od něj čekat skutečně velké věci. Ve skutečnosti ale už ale ALMA v částečném provozu funguje od druhé poloviny roku 2011, a má na kontě velmi zajímavé objevy.

 

 
Zvětšit obrázek
Rekonstrukce pohledu na jednu z pozorovaných čočkovaných galaxií ranného vesmíru (milimetrové vlny červeně). Kredit: Y. Hezaveh.
Zvětšit obrázek
Pohádková ALMA zahájila plný provoz. Kredit: C. Malin/ESO.
 

 

Nepochybně k nim patří i výzkum početného týmu astronomů v čele s Joaquinem Vieirou z Caltechu, který vyšel v Nature shodou okolností právě v den zahájení plného provozu soustavy ALMA. Vieirův tým se zaměřil na masivní a velmi jasné galaxie z ranného vesmíru, v astronomickém slangu galaxie velmi silně zářící v infračervené části spektra (anglicky Ultraluminous Infrared Galaxy, ULIRG), které ve svých časech bouřily nesmírně intenzivními ohňostroji překotné tvorby nových hvězd. V takových ohňostrůjných galaxiích, nacpaných k prasknutím hvězdným materiálem, vznikaly hvězdy mnohosetkrát rychleji, než se dnes rodí v galaxiích jako je naše Mléčná dráha. Navzdory jejich bouřlivé povaze je ale není snadné pozorovat v oblasti viditelného světla, protože bývají zahalené v hustých oblacích prachu a plynu. Co ale nejde ve viditelném světle, může jít v infračervené nebo třeba naopak v milimetrové oblasti elektromagnetického spektra.

 

 
Zvětšit obrázek
Joaquin Vieira. Kredit: Caltech.
 
Zvětšit obrázek
Gravitační čočkování v pozorování galaxií ranného vesmíru. Kredit: ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calcada (ESO), Y. Hezaveh et al.

 

Vieira a spol. si nejprve vyhledali takové ohňostrůjné galaxie z úsvitu vesmíru pomocí desetimetrového radioteleskopu Jižního pólu (South Pole Telescope) a pak se ně zaměřili s tehdy ještě ne zcela dokončenou soustavou radioteleskopů ALMA. U 12 studovaných objektů se jim povedlo získat důvěryhodné červené posuvy, z nichž pak odvodili jejich vzdálenost. Nakonec se nestačili divit, protože řada z nich byla o dost dál a tudíž vznikla mnohem dřív, než jsme si mysleli. Podle všeho ohňostroje intenzivní tvorby hvězd v těchto ranných galaxiích bouřily zhruba před 12 miliardami let. Dvě ze studovaných galaxií vznikly dokonce v době, kdy vesmíru byla jen miliarda let a jsou tím pádem nejvzdálenějšími galaxiemi svého druhu, které jsme zatím pozorovali. V jedné galaxii z této dvojice zároveň podle všeho proběhla nejintenzivnější tvorba hvězd, jakou jsme kdy viděli a ALMA v té samé galaxii zachytila molekuly vody, což je pozorování zatím nejvzdálenějších molekul vody ve vesmíru.

 

 
Zvětšit obrázek
5 vybraných galaxií z ranného vesmíru (červeně) čočkovaných přes bližší galaxie (na snímku ve viditelném světle). Kredit: ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), J. Vieira et al.
Zvětšit obrázek
Soustava ALMA. Kredit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/ L. Calcada (ESO).
 

 

Badatelé využili neocenitelné pomoci gravitačního čočkování, při němž šťastnou náhodou gravitace bližších galaxii zesilovala obraz analyzovaných galaxií z ranného vesmíru. Jak se zdá, žádná zápalná oběť nebude dost velká, aby s ní astronomové uctili přínos gravitačních čoček, původně předpovězených v Einsteinově obecné teorii relativity. V tomto případě Vieirův tým odhaduje, že jimi pozorované ohňostrůjné galaxie září jako bilion (10na12) Sluncí a že gravitační čočkování je pro nás 22 krát zvětšilo. Tento projekt byl prvním, v němž se ALMA pustila do pozorování velmi mladého vesmíru. Jistě to ale nebylo naposledy.


Literatura

University of Arizona News 13.3. 2013, Nature online 13.3. 2013, Wikipedia (Atacama Large Millimeter Array).

 

Datum: 15.03.2013 21:01
Tisk článku

origami Vesmír - neuveden
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 199 Kč
cena: 177 Kč
origami Vesmír
neuveden
Související články:

Na cestě k vesmírnému výtahu     Autor: Vladimír Wagner (17.08.2017)
Ultimátní přístroj: Vědci vytvořili urychlovač částic z celého vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (26.07.2017)
Budou na Měsíci fungovat robotičtí těžaři už v roce 2020?     Autor: Stanislav Mihulka (16.07.2017)
Observatoř Newton objevila nejjasnější a nejvzdálenější pulsar ve vesmíru     Autor: Stanislav Mihulka (22.02.2017)
Nejenže vesmír chladne, nějak prošustroval i část své temné hmoty     Autor: Josef Pazdera (30.12.2016)



Diskuze:

Re:

Vít Výmola,2013-03-16 09:27:05

Nevím, proč by se měla podstatná část hmoty změnit na neutrina. Při jaderných reakcích ve hvězdách sice vznikají, ale jejich hmotnost je v porovnání s jinými produkty minimální. Jestli by tedy neutrin měl být nějaký nadbytek, určitě ne kvůli tomuhle. Jak dopplerův jev souvisí s neutriny?
Také už nějakou dobu víme, že je temná hmota tvořena pomalými částicemi, což neutrina zcela určitě nejsou.

Odpovědět


Milan Závodný,2013-03-16 13:04:41

Nevedel som o tom, že by temná hmota mala byť tvorená pomalými časticami, je to pre mňa novinka. Nakoniec, v minulosti sa práve o neutrínach ako kandidátoch na temnú hmotu uvažovalo. Tak som to dal do súvisu.
Doplerov jav: Myslím, že i neutrína majú svoju vlnovú dĺžku, preto by tiež mali mať svoj infra-posuv. Iba mi to napadlo.
Neutrína teda neodnášajú významnejšiu časť hmotnosti hviezd. Ale po Big Bangu mohol nastať stav, keď sa ich vytvoril obrovský prebytok /možno nemohol, iba hádam/. Ak teda pochádzajú nie z hviezdotvorby, ale z počiatku existencie, mohli by to byť práve ony... Je to len návrh.

Odpovědět


Re:

Vít Výmola,2013-03-18 09:45:41

Že musí být "temné" částice pomalé, víme proto, že se shlukují. Vytvářejí shluky, zhruba kopírující viditelnou hmotu. Nebo spíš naopak, vzhledem k poměru hmotností viditelná hmota kopíruje tu temnou :). Jedná se samozřejmě o škály na úrovni galaxií a kup galaxií, menší shluky temné hmoty neznáme - proto ten dojem, že je temná hmota všude. V měřítku sluneční soustavy to tak určitě je.
Dopplerův jev a neutrina - zajímavé, to mě tak nejak nikdy nenapadlo. Nicméně, i takto "posunutá" neutrina jsou pořád neutrina, pouze pomalejší. Nemáme problém je identifikovat (snad by to mělo být díky nižší rychlosti i snažší).
Opravdu se předpokládá, že při velkém třesku vznikl značný počet neutrin. Mluví se dokonce o možnosti neutrinové astronomie, kdy bysme díky pozorování těchto neutrin dostali záběry vesmíru ještě před oddělením reliktního záření! Bohužel to je daleko za možnostmi dnešní techniky.

Odpovědět


Milan Závodný,2013-03-20 05:47:28

Vďaka za info.
Pri tých reliktných neutrínach mi ešte napadlo, že ich energia by mala byť neuveriteľne nízka, keďže pochádzajú z počiatku času. Ale je ich aj gigantický počet, takže súhrnne môžu byť gravitačne významnou súčasťou dnešného vesmíru. Pri registrácii tak pomalých neutrín si naopak myslím, že s baryonickou hmotou reagujú ešte menej, než tie slnečné, ale možno sa mýlim. A zase tak pomalé neutrína by mohli byť temnou hmotou. Inak... už dávno ma vyvádza z pochopu celkom bežná vec: Ako vedia hviezdy, že majú obiehať centrum galaxie, keď gravitácia sa tiež šíri rýchlosťou "c"? Teda veľmi pomaly? Aj z čiernej diery sa práve jediná prejavuje gravitácia... Ako to? Veď na horizonte udalostí by malo teleso nie zmiznúť, ale "zamrznúť" v čase. Skrátka gravitačná kontrakcia mi pripadá ako ono "strašidelné pôsobenie na diaľku" - okamžite cez celý vesmír a napriek časovej bariere. A neutrína sa iba nedokážu zhluknúť do kompaktného objektu a akosi sa donekonečna míňajú v chaotickom pohybe, pričom ak menia svoje tri možné stavy, tak aj ich miestna hmotnosť môže chaoticky naberať premenné veličiny. Aspoň tak sa mi zdá, skúšam sa trafiť.

Odpovědět


Polopatistická gravitácia

Marek Fucila,2013-03-21 14:08:49

Ak si to trochu personifikujeme, a ak tomu správne rozumiem, tak zo zákonov zachovania vychádza jednoduchý záver, že hviezda bude predpokladať, že to centrum galaxie je tam kde vzhľadom na ňu vždy bolo, kým sa nedozvie opak, a je jedno s akým oneskorením.:-)

A ako sprostredkovateľ jej slúži gravitačné pole.

V každom bode priestoru by mal existovať vektor gravitačnej sily a konkrétnej hviezde môže byť jedno, či tam leží vzdialené centrum galaxie alebo len bližšia väčšia hviezda. Ona sa nepýta susedných objektov na ich gravitačný vplyv a nepočíta si superpozíciou kam má ísť. Gradient je pre ňu v danom momente záväzný.:-)

Ak by z nejakého dôvodu zrazu centrum galaxie zmizlo, asi by sa o tom hviezda dozvedela s dosť veľkým oneskorením, ale to, že tam niekde niečo je je dôsledok toho, že tam niečo bolo už od veľkého tresku a zatiaľ neprišla informácia, že by sa to zmenilo. Len to bolo bližšie.

Odpovědět


Dobre,

Milan Závodný,2013-03-23 08:28:36

chápem. Vlastne som si dal na otázku práve takúto odpoveď i sám. Ale... Ako "vie" čierna diera o hmote vo svojom okolí, keď tá sa nachádza za horizontom udalostí? Lepšie povedané: nachádzala sa dávno pradávno, ešte v dobe, keď existoval útvar zvaný vesmír /z pohľadu ČD/. Gravitóny ČD interagujú s baryonickou hmotou cez priepasť času.
Keď vládla idea uzavretého vesmíru, mal nastať kolaps práve vďaka prevládnutiu gravitácie nad odstredivou silou expanzie. Preto tá moja /naivná/ myšlienka, že gravitácia sa šíri akoby okamžite do nekonečna.
Nejako to neviem pochopiť. A myslím si, že nie som sám.

Odpovědět

Koľko je neutrín?

Milan Závodný,2013-03-16 07:02:29

Ak teda bola v počiatkoch vesmíru asi celkom bežná mimoriadna hviezdotvorba, musela sa značná časť hmoty premeniť na neutrína. Možno dokonca podstatná časť. My ich možno nevieme registrovať, lebo vďaka doplerovskému posuvu sú mimo akúkoľvek registráciu. Potom by ale mohli tvoriť tajomnú temnú hmotu. Temná hmota sa totiž nekumuluje v kompaktných objektoch, je akoby všade a nikde, prechádza hmotou, je nepolapiteľná. Ak neutrína oscilujú v troch stavoch, pričom vyžiaria gravitačné kvantum, vzápätí ho pohltia, tak majú vlastne oscilujúce - premenné gravitačné pole. Jeho priemerná intenzita sa možno časom mení.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace