Астрономите улавят радиосигнали от далечна галактика

Ястие на гигантския метровълнов радиотелескоп (GMRT) близо до Пуна, Махаращра, Индия. Кредит: Национален център по радиоастрофизика

Изследването на галактики на далеч по-големи разстояния от Земята вече може да е постижимо.

Как се образуват звездите в далечни галактики? Астрономите отдавна се опитват да отговорят на този въпрос, като засичат радиосигнали, излъчвани от близките галактики. Тези сигнали обаче стават по-слаби, колкото по-далеч е галактиката от Земята, което затруднява настоящите радиотелескопи да ги уловят.

Сега изследователи от Монреал и Индия са уловили радиосигнал от най-отдалечената досега галактика на специфична дължина на вълната, известна като 21-сантиметрова линия, което позволява на астрономите да навлязат по-дълбоко в мистериите на ранната вселена. С помощта на радиотелескопа Giant Metrewave в Индия това е първият път, когато този тип радиосигнал е открит на толкова голямо разстояние.

Илюстрация, показваща откриването на сигнал от далечна галактика. Кредит: Савада Пардеси

„Една галактика излъчва различни видове радиосигнали. Досега беше възможно да се улови този конкретен сигнал само от близка галактика, което ограничава познанията ни за онези галактики, които са най-близо до Земята“, казва Арнаб Чакраборти, постдокторантски изследовател в университета Макгил под ръководството на професор Мат Добс.

Но с помощта на естествено срещащо се явление, наречено гравитационна леща, можем да уловим слаб сигнал от рекордно разстояние. Това ще ни помогне да разберем формирането на галактики на много по-големи разстояния от Земята.“

Поглед назад във времето към ранната вселена

За първи път изследователите са успели да открият сигнала от далечна звездообразуваща галактика, известна като SDSSJ0826+5630, и да измерят състава на нейния газ. Изследователите отбелязват, че атомната маса на газовото съдържание в тази конкретна галактика е почти два пъти по-голяма от масата на видимите за нас звезди.

Изображение на радиосигнал от галактиката. С уважение към: Чакраборти и Рой/NCRA-TIFR/GMRT

Сигналът, който екипът засече, е излъчен от тази галактика, когато вселената е била само на 4,9 милиарда години, което позволява на изследователите да надникнат в мистериите на ранната вселена. „Това е еквивалентно на поглед назад във времето от 8,8 милиарда години“, казва Чакраборти, който изучава космология в катедрата по физика на университета Макгил.

Уловете сигнала от далечна галактика

„Гравитационните лещи усилват сигнала, идващ от далечен обект, за да ни помогнат да погледнем към ранната вселена. В този конкретен случай сигналът е огънат от присъствието на друг масивен обект, друга галактика, между целта и наблюдателя. Това ефективно усилва сигнала с коефициент 30, което позволява на телескопа да ги улови“, казва съавторът Нирупам Рой, доцент в катедрата по физика в Индийския научен институт.

Според изследователите тези резултати показват възможността за наблюдение на далечни галактики в подобни ситуации с помощта на гравитационни лещи. Освен това открива вълнуващи нови възможности за изследване на космическата еволюция на звездите и галактиките с помощта на съвременните нискочестотни радиотелескопи.

Справка: „21-cm HI емисия, открита от галактика с интензивни лещи при z ~1,3“ от Арнаб Чакраборти и Нирупам Рой, 23 декември 2022 г., наличен тук. Месечни известия на Кралското астрономическо дружество.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

Гигантският радиотелескоп Metrewave е изграден и управляван от NCRA-TIFR. Изследването е финансирано от университета Макгил и Индийския научен институт.