Використовуючи космічний телескоп Hubble, міжнародна група астрономів під керівництвом дослідників з Cosmic Dawn Center у Копенгагені дослідила галактику, яку бачили майже 11 мільярдів років тому. Всупереч типовим спостереженням, галактику було відкрито не за світлом, яке вона випромінює, а за світлом, яке вона поглинає. Сама галактика ухиляється від спостережень, але має принаймні одного сусіда. Разом ці галактики складають ранню групу, яка пізніше може еволюціонувати, щоб нагадувати Місцеву групу, в якій ми живемо.
Коли ми бачимо предмети, ми бачимо їх тому, що вони або випромінюють світло — наприклад, сонце чи ліхтарик — або тому, що вони відбивають світло, випромінюване кимось іншим — наприклад, місяць чи велосипед.
Зазвичай це також спосіб, за допомогою якого ми знаходимо ближні та далекі галактики. Галактики випромінюють світло у всьому електромагнітному спектрі, і різні телескопи можуть виявляти різні типи світла. Але насправді існує інший спосіб, додатковий метод, який спирається на здатність галактики поглинати світло.
Галактики блокують світло
Якщо галактика розташована вздовж лінії зору до більш віддаленого, яскравого джерела світла, галактика поглине частину світла фонового джерела. Це поглинання спричинене частинками газу та пилу, які знаходяться між зірками галактики. Однак частинки не однаково добре поглинають світло на всіх довжинах хвиль, але прагнуть поглинати світло на певних довжинах хвиль.
Якщо ми потім візьмемо спектр — тобто спостереження, яке показує, скільки світла ми бачимо на кожній довжині хвилі — фонового «маяка», ми побачимо чіткі «дірки» поглинання в спектрі, які вказують на те, що щось блокує світло.
Залежно від точних довжин хвиль, на яких ми бачимо «дірки», а також від того, скільки світла не вистачає, ми можемо вивести різні фізичні характеристики галактики на передньому плані. Джерелом яскравого фону в принципі може бути інша галактика або іноді вибухаюча зірка, але частіше це квазар; надзвичайно яскраве ядро галактики з надмасивною чорною дірою, що поїдає його оточення.
Світлячок перед проектором стадіону
Поглинене світло розкриває деякі фізичні характеристики галактики, але не всі. Якщо ми хочемо дізнатися про це більше, ми можемо спробувати пошукати світло, випромінюване з того самого регіону на небі.
Проблема? Він розташований точно або майже точно перед яскравим квазаром. Це майже як спроба спостерігати за світлячком перед стадіонним проектором. Тим не менш, це те, що Йохан Фінбо, професор астрономії в Центрі космічного світанку в Копенгагені, любить випробувати себе.
«Щоб знайти поглинаючі галактики, ми спочатку шукаємо квазари, які мають особливо червоний колір», — пояснює Фінбо. «Оскільки зоряний пил має тенденцію поглинати синє світло, але не червоне, якщо на передньому плані є запилена галактика, квазар буде червоним».
Цей підхід змусив Фінбо та його співробітників виявити кілька таких поглиначів. Наступний і найскладніший крок — уважно шукати випромінюване світло від галактики, яке викликає поглинання.
Двійник нашої локальної групи галактик?
Нещодавно команда взялася за пошуки світла від певного поглинача, який бачили майже 11 мільярдів років тому, і вибрано тому, що він викликає досить значне почервоніння фонового квазара. Цей поглинач чудовий у тому сенсі, що він поглинає значно більше світла, ніж більшість інших; ознака того, що це досить зріла галактика, можливо, схожа на Чумацький Шлях. Стаття була прийнята до публікації в журналі Astronomy & Astrophysics і наразі доступна на сервері препринтів arXiv .
«Характеристики, які ми знайшли у втраченому світлі, говорять нам про пил на передньому плані галактики», — каже Ліза Крістенсен, доцент Центру космічного світанку, яка також брала участь у дослідженні. «Насправді пил, здається, нагадує пил, який ми бачимо локально в Чумацькому Шляху та одній із наших сусідніх галактик».
На жаль, незважаючи на їхні зусилля, команда не змогла виявити сяючий аналог поглинача. Швидше за все, він розташований майже точно перед квазаром. З іншого боку, вони виявили іншу галактику неподалік — галактику, яка, здається, має високий рівень зореутворення. І може бути більше.
Галактики розташовані настільки близько одна до одної, що вони зв’язані гравітацією, а не розтягуються розширенням Всесвіту. Це означає, що в майбутньому вони сформують «групу галактик», подібну до нашої Місцевої групи, яка складається з Чумацького Шляху, Андромеди та великої кількості менших галактик-супутників.
«Це робить галактики ще цікавішими для вивчення», — каже Фінбо, який у майбутньому планує знову відвідати галактики за допомогою Північного оптичного телескопа в Ла-Пальма та інших телескопів — як з метою пошуку інших членів групи, так і щоб, сподіваюся, відкрити галактику, що спричинила поглинання. Джерело