Student World

tisková zpráva Evropské jižní observatoře č. 17/2013

Tým astronomů použil dalekohled ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) k upřesnění polohy více než stovky galaxií s nejproduktivnější hvězdotvorbou v mladém vesmíru. Výkon přístroje ALMA je mimořádný. Během několika hodin pozorování zachytil stejné množství těchto galaxií, jaké bylo podobnými teleskopy na celém světě sledováno za posledních deset let.

Nejmohutnější projevy hvězdotvorby v mladém vesmíru pozorujeme ve vzdálených galaxiích bohatých na prach. Tyto objekty hrají klíčovou roli v našem chápání vzniku a vývoje galaxií v minulosti vesmíru. Prach je ale zakrývá, a proto je jejich pozorování ve viditelném světle obtížné. Aby astronomové tyto galaxie odhalili, musí použít přístroje schopné zaznamenat elektromagnetické vlny o délce kolem 1 mm. Takovým přístrojem je například pole antén ALMA.

„Astronomové čekali na tato data přes deset let. Výkon dalekohledu ALMA je mimořádný a úplně změnil způsob, jakým tyto galaxie pozorujeme. A to v době pozorování ještě nebyl kompletní,“ říká Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie, Německo), hlavní autorka článku popisující tato pozorování.

Dosud nejlepší mapa rozložení vzdálených ‚zaprášených‘ galaxií byla vytvořena pomocí zařízení APEX (Atacama Pathfinder Experiment telescope), které provozuje ESO. Tento radioteleskop systematicky prohlédl oblast oblohy o velikosti Měsíce v úplňku a nalezl 126 těchto galaxií [1]. Na záběrech z přístroje APEX však každá galaxie vypadá jako relativně velká difúzní skvrnka. Na ostřejších snímcích stejného místa oblohy ve viditelném světle se proto mohlo uvnitř skvrnky vyskytovat i několik galaxií. Při studii hvězdotvorby v mladém vesmíru však astronomové potřebují vědět přesně, ve které z těchto galaxií se hvězdy tvoří.

Rozhodnutí, která z galaxií je ta správná, však vyžaduje detailnější pohled. A detailnější pohled vyžaduje větší dalekohled. Zatímco APEX tvoří jediná parabolická anténa o průměru 12 m, ALMA využívá několik takových antén, které jsou rozmístěny na velké ploše. Signály z jednotlivých teleskopů jsou kombinovány dohromady a výsledné rozlišení odpovídá obřímu dalekohledu o rozměrech daných vzdáleností antén.

V průběhu ‚První fáze vědeckých pozorování ALMA‘ členové týmu použili ještě nekompletní teleskop k pozorování stejného pole galaxií, jaké zachycuje mapa přístroje APEX. I když měli k dispozici jen čtvrtinu z celkového počtu 66 antén rozmístěných na vzdálenost pouhých 125 m, potřeboval dalekohled ALMA s třikrát větší citlivostí pouze dvě minuty na odhalení každé jednotlivé galaxie v oblasti 200krát menší, než odpovídá původním flekům na mapě z přístroje APEX. ALMA je tak výrazně výkonnější ve srovnání s ostatními přístroji stejného druhu, takže za pouhých několik hodin činnosti zdvojnásobil celkový počet pozorování tohoto typu provedených v celé historii.

To členům týmu pomohlo nejen přesně rozpoznat, které galaxie mají oblasti s aktivní tvorbou hvězd, ale v plné polovině případů objevili, že na původní mapě bylo do jedné skvrny spojeno více galaxií s oblastmi hvězdotvorby. Detailní pohled dalekohledem ALMA astronomům umožnil rozlišit jednotlivé galaxie.

„Dříve jsme si mysleli, že nejjasnější z těchto galaxií vytvářejí hvězdy 1000krát rychleji než naše Galaxie, což pro ně znamenalo riziko, že samy sebe ‚rozfoukají‘. Snímky dalekohledu ALMA však odhalily větší počet menších galaxií, kde hvězdy vznikají o něco nižším, přijatelnějším tempem,“ řekl Alexander Karim (Durham University, UK), člen týmu a hlavní autor jednoho z doprovodných článků k provedenému výzkumu.

Výsledkem je první statisticky spolehlivý katalog ‚zaprášených‘ galaxií s mohutnou hvězdotvorbou v mladém vesmíru. Poskytuje důležitý základ pro další průzkum vlastností těchto galaxií na různých vlnových délkách, a to bez rizika špatné interpretace v důsledku zdánlivého splynutí galaxií.

Přes detailnější pohled a mimořádnou citlivost přístroje ALMA plní dalekohledy jako APEX stále svou úlohu. „APEX je schopen pokrýt mnohem širší oblast na obloze výrazně rychleji než ALMA, a díky tomu je ideálním zařízením pro objevování těchto galaxií. Jakmile víme, kam se máme dívat, můžeme použít pole ALMA k přesnému zaměření,“ dodává Ian Smail (Durham University, UK), spoluautor článku.

Převzato ze stránek Hvězdárny Valašské Meziříčí

[1] Pozorování byla provedena v oblasti označované Chandra Deep Field South (Jižní hluboké pole dalekohledu Chandra), která se nachází v jižním souhvězdí Chemická pec (Fornax). Pole bylo podrobně zkoumáno již řadou dalekohledů, jak pozemních, tak i kosmických. Nové výzkumy pomocí radioteleskopu ALMA rozšiřují tato hluboká pozorování s vysokým rozlišením rovněž do oblasti milimetrových a submilimetrových vln elektromagnetického spektra a doplňují dřívější údaje.

autor Jiří Srba