Ļoti attālas galaktikas ārkārtēja ultravioletā starojuma noteikšana AUDFs01

Astronomi parasti dzird no tālu galaktikām, izmantojot augstas enerģijas starojumus, piemēram, rentgena starus. Ir ārkārtīgi reti saņemt relatīvi zemākas enerģijas UV starojumu no senām galaktikām, piemēram, AUDs01. Šādi zemas enerģijas fotoni parasti tiek absorbēti ceļā vai zemes atmosfērā. Habla telpa Teleskops (HST) ir bijis ļoti noderīgs, lai izvairītos no Zemes atmosfēras ietekmes, taču pat HST nevarēja noteikt signālu no šī galaktika iespējams trokšņa dēļ.  

Tagad ultravioletā attēlveidošana teleskops Indijas satelītā AstroSat pirmo reizi ir atklājis ekstremālu UV gaismu no galaktika AUDFs01 atrodas 9.3 miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes, kas ir ievērojams¹.  

Šodien mēs varam ieskatīties visums un redzi zvaigznes un galaktikas veidojās miljardiem gadu atpakaļ, jo starpgalaktiskā vide ir caurspīdīga gaismai. Tas tā nebija apmēram pirmos simtus miljonus gadu pēc Lielā sprādziena. Laikposms, ko astronomi sauca par kosmiskajiem tumšajiem viduslaikiem, bija laiks, kad starpgalaktiskā vide tika piepildīta ar neitrālu gāzi, kas absorbēja augstas enerģijas fotonus un radīja visums necaurspīdīgs gaismas viļņiem. Tas bija laika posms no kosmiskā mikroviļņu fona starojuma izstarošanas līdz brīdim, kad pirmo reizi zvaigznes un galaktika tika izveidotas. The visums pēc tam iestājās tā sauktais reionizācijas laikmets, kad tumšā matērija sāka sabrukt savas gravitācijas dēļ un galu galā sāka veidoties zvaigznes un galaktikas. 

Kosmologi atsaucas uz sarkano nobīdi z, lai apzīmētu kosmisko laikmetu. Pašreizējais laiks tiek apzīmēts ar z=0 un, jo lielāks z, tas ir tuvāk Lielajam sprādzienam. Piemēram, z=9 apzīmē laiku, kad visums bija 500 miljonus gadu vecs un z=19, kad tas bija tikai 200 miljonus gadus vecs, tuvu tumšajam laikmetam. Pie lielākām z vērtībām (z ≥ 10) kļūst ārkārtīgi grūti noteikt jebkuru objektu (zvaigzni vai galaktika) sakarā ar strauju starpgalaktisko vidi transmisijas samazināšanos. Zinātnieki ir spējuši novērot kvazārus un galaktikas līdz z aptuveni vienādam ar 6.5. Teorijas liecina, ka zvaigznes un galaktikas varēja veidoties daudz agrāk pie augstākām z vērtībām, un, attīstoties tehnoloģijām, mums vajadzētu spēt noteikt blāvākus objektus arī ar lielākām z vērtībām [2]. Tomēr lielākā daļa galaktiku noteikšanas ir ierobežota līdz aptuveni z = 3.5 un tiek noteikta rentgenstaru diapazonā. Ir ārkārtīgi grūti noteikt zvaigznes un galaktikas galējā ultravioletajā gaismā, jo tā ir ļoti absorbēta atmosfērā. 

Zinātnieku grupa, kuru vadīja Saha no Starpuniversitāšu astronomijas un astrofizikas centra (IUCAA), spēja sasniegt šo unikālo varoņdarbu, izmantojot ultravioleto attēlveidošanas teleskopu (UVIT) uz Indijas satelīta AstroSat. Viņi novēroja galaktika AUDFs01, kas atrodas Habla Īpaši dziļš lauks, izmantojot ekstrēmo UV gaismu no galaktika. Tas varētu būt iespējams, jo UVIT detektora fona troksnis bija daudz mazāks nekā HST. Atklājums ir svarīgs, jo tas paver jaunu domēnu tālu galaktiku noteikšanai EUV diapazonā. 

***

Norādes:  

1. Saha, K., Tandon, SN, Simmonds, C., Verhamme, A., Paswan A. u.c. 2020. AstroSat Laimana nepārtrauktības emisijas noteikšana no az = 1.42 galaktika. Nat Astron (2020). DOI:  https://doi.org/10.1038/s41550-020-1173-5  

2. Miralda-Escudé, J., 2003. Visuma tumšais laikmets. Zinātne, 300(5627), 1904.-1909.lpp. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1085325