Tisková zpráva
Temné galaxie raného vesmíru poprvé zachyceny
11. července 2012
Astronomům se poprvé podařilo pozorovat temné galaxie – počáteční vývojové stadium galaxií, které sice předpovídá teorie, ale dosud nebylo zaznamenáno. Jedná se o galaxie obsahující jen velmi málo hvězd a bohaté na plyn. Mezinárodní tým vědců provedl pozorování pomocí dalekohledu ESO/VLT, na základě kterých se domnívá, že se jim tyto mysteriózní objekty podařilo zachytit. Spatřit je můžeme díky tomu, že jsou osvětlovány kvasarem.
Temné galaxie jsou malé na plyn bohaté galaxie raného vesmíru, ve kterých probíhá tvorba hvězd jen velmi zvolna. Existenci těchto objektů předpovídá teorie vzniku a vývoje galaxií. Předpokládá se, že tyto objekty jsou základními stavebními kameny dnešních velkých galaxií plných hvězd. Astronomové předpokládají, že jsou zdrojem plynu, který se následně ve velkých galaxiích zformoval do podoby dnešních hvězd.
Jelikož tyto galaxie neobsahují prakticky žádné hvězdy, vydávají samy jen velmi málo světla a je tedy obtížné je pozorovat. Astronomové se snaží celá léta najít způsob, jak existenci těchto objektů potvrdit. Na stopu těchto galaxií astronomy přivedly poklesy jasnosti ve spektrech vzdálenějších objektů. Podle této nové studie se však podařilo temné galaxie poprvé pozorovat přímo.
„Náš přístup k problému pozorování temných galaxií je založen na jednouché představě, že si na ně posvítíme,“ vysvětluje spoluautor článku Simon Lilly (ETH Zurich, Švýcarsko). „Hledali jsme stopy fluorescence plynu v temných galaxiích, které jsou osvětlovány ultrafialovým zářením nedalekého velmi jasného kvasaru. Záření kvasaru nutí temné galaxie svítit podobně jako bílé oblečení zasvítí pod ultrafialovou lampou." [1]
Tým využil velkou sběrnou plochu a vysokou citlivost přístrojů dalekohledu ESO/VLT, aby pomocí velmi dlouhých expozic detekoval extrémně slabou fluorescenci temných galaxií. Ke zmapování oblasti okolo jasného kvasaru HE 0109-3518 použili přístroj FORS2. Hledali stopy ultrafialového záření emitovaného vodíkem, který je vystaven intenzivnímu ozáření. Vzhledem k rozpínání vesmíru je však toto záření v důsledku rudého posuvu pozorováno jako slabé fialové světlo [3].
„Po léta trvajících pokusech o detekci emise temných galaxií naše výsledky jasně demonstrují vhodnost této metody k hledání a výzkumu těchto fascinujících a dříve nepozorovatelných objektů,“ říká Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz), vedoucí autor článku.
Týmu se podařilo nalézt téměř stovku plynných objektů, které se nacházejí ve vzdálenosti několika milionů světelných let od sledovaného kvasaru. Po pečlivé analýze, při které bylo možné odlišit objekty, ve kterých k emisi na sledované vlnové délce dochází díky zrodu hvězd v galaxiích namísto ozařování kvasarem, se konečně podařilo zúžit výběr na 12 kandidátů. Těchto 12 objektů představuje dosud nejpřesvědčivější detekci temných galaxií raného vesmíru.
Na základě těchto pozorování byli astronomové schopni také určit některé vlastnosti sledovaných temných galaxií. Obsahují hmotu ekvivalentní asi 1 miliardě Sluncí, což je typická hmotnost mladé na plyn bohaté galaxie v raném vesmíru. Vědci rovněž odhadují, že rychlost tvorby hvězd v těchto temných galaxiích je asi stokrát nižší, než bylo běžné u galaxií s probíhající hvězdotvorbou ve srovnatelném období vývoje vesmíru [4].
„Naše pozorování pomocí dalekohledu VLT poskytují důkazy o existenci kompaktních a izolovaných temných oblaků. Touto prací jsme udělali významný krok směrem k odhalení a pochopení temných počátečních fází vzniku galaxií a způsobu, jakým získávaly plyn,“ uzavírá Sebastiano Cantalupo.
Zařízení MUSE integral field spectrograph (spekrograf pro celé pole), které bude zprovozněno na VLT v roce 2013, se stane extrémně účinným nástrojem pro studium těchto objektů.
Poznámky
[1] Fluorescence je emise světla látkou po ozáření jiným světelným zdrojem. Ve většině případů má vydávané světlo větší vlnou délku, než záření zdroje. Například zářivka transformuje neviditelné ultrafialové záření na běžně viditelné světlo. K fluorescenci dochází v některých látkách, například minerálech, přirozeně. Fluorescenční chemické sloučeniny jsou přidávány do prášků na praní, aby bílé oblečení vypadalo bělejší i za normálního osvětlení.
[2] Kvasary jsou velmi jasné vzdálené galaxie, o kterých se předpokládá, že jim energii dodává supermasivní černá díra v jejich středu. Jejich intenzivní vyzařování z nich dělá majáky, které osvětlují okolní prostor a umožňují tak pozorovat vesmír v době, kdy se z primordiálního plynu teprve rodily první hvězdy a galaxie.
[3] Tato emise bývá označována jako Lyman-alfa. Vzniká při přechodu elektronů v atomu vodíku z druhé na první (nejnižší) energetickou hladinu. Jedná se o ultrafialové záření. Díky rozpínání vesmíru se však vlnová délka světla při průchodu prostorem zvětšuje. Čím větší vzdálenost záření urazí, tím více se původní vlnová délka prodlouží. Jelikož červená barva představuje nejdelší vlnové délky, které můžeme spatřit pouhým okem, bývá tento jev označován jako rudý posuv. Kvasar HE 0109-3518 má rudý posuv z=2,4 a ultrafialové světlo je v tomto případě posunuto až do viditelné oblasti. Ke sledování této konkrétní vlnové délky (té, na kterou je posunuto záření Lyman-alfa) byl připraven speciální úzkopásmový filtr. Maximální propustnost filtru leží na vlnové délce 414,5 nm (pro oko odstín fialové), aby bylo možné zachytit emisi Lyman-alfa posunutou rudým posuvem z=2,4. Pološířka propustnosti jsou pouhé 4 nm.
[4] Účinnost hvězdotvorby se vyjadřuje jako poměr hmotnosti nově vzniklých hvězd a hmotnosti plynu, který je k dispozici. Podle provedených měření by tyto objekty potřebovaly asi 100 miliard let, aby veškerý plyn přeměnily na hvězdy. Výsledek je v souladu se současnými teoretickými studiemi, které naznačují, že na plyn bohatá galaktická halo s vysokým rudým posuvem mohou mít velmi nízkou efektivitu hvězdotvorby, což je následek nízkého obsahu prvků těžších než hélium.
Další informace
Výzkum byl prezentován v článku pod názvem "Detection of dark galaxies and circum-galactic filaments fluorescently illuminated by a quasar at z=2.4" autorů Cantalupo a kol., který vyšel v odborném časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Složení týmu: Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz, USA), Simon J. Lilly (ETH Zurich, Švýcarsko) a Martin G. Haehnelt (Kavli Institute for Cosmology, Cambridge, UK).
V roce 2012 slavíme 50. výročí založení ESO. ESO (Evropská jižní observatoř) je hlavní mezinárodní astronomickou organizací Evropy a patří k nejproduktivnějším astronomickým observatořím světa. Je podporována 15 členskými státy, kterými jsou: Belgie, Brazílie, Česká republika, Dánsko, Finsko, Francie, Itálie, Německo, Nizozemí, Portugalsko, Rakousko, Španělsko, Švédsko, Švýcarsko a Velká Británie. ESO má za cíl vývoj, konstrukci a provoz výkonných pozemních astronomických zařízení, která umožní významné vědecké objevy. ESO také hraje přední roli při propagaci a organizaci mezinárodní spolupráce na poli astronomického výzkumu. ESO v současnosti provozuje tři observatoře světově úrovně: La Silla, Paranal a Chajnantor, které se nacházejí na poušti Atacama v Chile. Na Paranalu se nachází VLT (Very Large Telescope = Velmi velký dalekohled) – nejvyspělejší pozemní dalekohled pracující ve viditelném světle a VISTA, největší přehlídkový dalekohled pro infračervenou oblast na světě. Zároveň je ESO evropským zástupcem největšího astronomického projektu všech dob – teleskopu ALMA budovaného na planině Chajnantor. V současnosti ESO plánuje výstavbu Evropského extrémně velkého dalekohledu (E-ELT), který bude mít průměr primárního zrcadla 40 metrů. Měl by pracovat v infračerveném i viditelném oboru záření a stane se největším dalekohledem světa.
Odkazy
Kontakty
Sebastiano Cantalupo
University of California
Santa Cruz, USA
Tel.: +1 831 459 5891
Email: cantal@ucolick.org
Simon J. Lilly
Institute for Astronomy, ETH Zurich
Zurich, Switzerland
Tel.: +41 44 633 3828
Email: simon.lilly@phys.ethz.ch
Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Mobil: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org
Anežka Srbljanović (press contact Česko)
ESO Science Outreach Network
a Astronomical Institute of Czech Academy of Sciences
Tel.: +420 323 620 116
Email: eson-czech@eso.org
O zprávě
Tiskové zpráva č.: | eso1228cs |
Jméno: | HE 0109-3518 |
Typ: | Early Universe : Galaxy Early Universe : Galaxy : Activity : AGN : Quasar |
Facility: | Very Large Telescope |
Instruments: | FORS2 |
Science data: | 2012MNRAS.425.1992C |
Our use of Cookies
We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.
ESO Cookies Policy
The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.
This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.
What are cookies?
Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.
Categories of cookies we use
Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.
Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.
Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.
Matomo Cookies:
This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.
On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.
Matomo cookies settings:
Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.
Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.
YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.
Cookies can also be classified based on the following elements.
Regarding the domain, there are:
- First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
- Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.
As for their duration, cookies can be:
- Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
- Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.
How to manage cookies
Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.
In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:
Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.
You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).
Updates to the ESO Cookies Policy
The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.
Additional information
For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.
As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.