Astronomul Regina Jorgenson de la University of Hawaii din Manoa a obţinut prima imagine care arată structura unei galaxii obişnuite din Universul timpuriu. Rezultatele au fost prezentate la reuniunea American Astronomical Society care a avut loc în apropiere de Washington DC.
Lumina provenită de la galaxia denumită DLA2222-0946 este atât de slabă încât aceasta este practic invizibilă cu excepţia câtorva lungimi de undă specifice unde ea poate fi observată. Această galaxie este un membru al unei clase de galaxii despre care se crede că ar reprezenta o fază ulterioară de evoluţie a galaxiilor spirale printre care se numără şi propria noastră galaxie, Calea Lactee.
Imaginea de sus: O hartă a emisiei de hidrogen ce provine de la DLA2222-0946. Regiunea înfăţişată pe hartă reprezintă doar o parte a galaxiei şi ea are un diametru de aproximativ 5.000 de parseci (sau 16.300 de ani-lumină). Poziţia quasarului din fundal este marcată prin litera „Q". Imaginea de jos: Harta corespunzătoare deplasării gazului din galaxie. Culoarea roşie indică o mişcare de îndepărtare a gazului faţă de noi, iar culoarea albastră indică o mişcare de apropiere a gazului faţă de noi. Credit: R. Jorgenson.
Despre aceste galaxii se cunoaşte că ele conțin o mare cantitate de gaz inert, care reprezintă combustibilul de formare al stelelor, astfel încât acestea sunt un instrument important pentru înţelegerea proceselor cosmice ce determină apariţia stelelor precum şi formarea şi evoluţia galaxiilor. Deşi au fost descoperite și clasificate în urmă cu mai mult de 30 de ani, aceste galaxii au fost extrem de dificil de observat în mod direct.
Dr. Jorgenson, un postdoctorand din cadrul Institute for Astronomy al UHM (University of Hawaii at Manoa) a lucrat împreună cu dr. Arthur Wolfe de la University of California, San Diego şi împreună au reuşit să obţină primele imagini spaţiale ale unei galaxii de acest tip prin utilizarea celor mai avansate tehnologii din cadrul observatorului astronomic W. M. Keck Observatory din Mauna Kea.
Galaxia DLA2222-0946 a fost detectată iniţial nu datorită propriei sale emisii de lumină, ci datorită fenomenului de absorbţie a luminii care provenea de la un quasar îndepărtat. Galaxiile detectate prin această metodă sunt numite sisteme de atenuare alfa Lyman sau sisteme DLA (damped Lyman-alpha). Această metodă de detecţie a galaxiilor se bazează pe fenomenul de absorbţie al unei culori specifice din spectrul luminii datorită prezenţei unor mari rezervoare de hidrogen în interiorul acestor galaxii.
Cu ajutorul programului de cercetare Sloan Digitized Sky Survey (SDSS) au fost identificate mii de galaxii de tipul DLA, dar detecţia lor prin fenomenul de absorbţie a luminii ne oferă date doar pentru o mică parte din acestea, regiuni parcurse de lumina de la un quasar din fundal. Acest lucru este asemănător cu încercarea de a realiza o hartă a unei regiuni cu ceaţă pe baza luminii din interiorul acesteia care provine de la un singur far îndepărtat.
Pentru o înţelegere deplină a unei galaxii îndepărtate este nevoie de o detecţie directă a acesteia, ceea ce astronomii nu au reuşit până acum.
„Aceste galaxii sunt ieşite din comun tocmai prin faptul că sunt obişnuite, căci ele reprezintă tipuri obişnuite de galaxii şi nu tipuri de galaxii caracterizate printr-o strălucire extremă sau cea mai mare rată de formare a stelelor, cum sunt de obicei galaxiile care sunt observate la aceste deplasări spre roşu", a explicat dr. Jorgenson. „Dar tocmai această normalitate le face pe acestea aproape imposibil de a fi detectate în mod direct prin intermediul luminii pe care o emit, deoarece, în primul rând, această emisie luminoasă este relativ slabă şi, în al doilea rând, quasarul luminos din fundal care este folosit pentru a găsi galaxia împiedică detecţia unor emisii mai slabe de lumină care sunt generate de galaxie".
Galaxia are o deplasare spre roșu de 2,354, care corespunde unui moment în care Universul avea o vârstă ce reprezintă aproximativ 20 la sută din vârsta sa actuală, cu aproximativ 10,8 miliarde de ani în urmă. Acest moment din istoria Universului a reprezentat o perioadă cheie în ceea ce priveşte procesul de formare al galaxiilor şi, prin urmare, observarea unei galaxii obişnuite în această perioadă va putea oferi o perspectivă importantă cu privire la procesele fizice din acea etapă evolutivă a Universului.
Determinarea modului prin care aceste tipuri de galaxii care sunt, în esenţă, rezervoare masive de gaz inert, transformă acest gaz în stele reprezintă o piesă cheie care lipsește din puzzle-ul de formare al stelelor şi galaxiilor.
Un preprint al lucrării, care va fi publicată în Astrophysical Journal, poate fi găsit pe site-ul arXiv la adresa arxiv.org/abs/1311.0045.
Traducere de Cristian-George Podariu după galaxy-early-universe, cu acordul phys.org.
