Астрономи вловлюють радіосигнали з далекої галактики

Дослідження галактик на набагато більших відстанях, ніж Земля, тепер може бути доступним.

Як утворюються зірки у далеких галактиках? Астрономи вже давно намагаються відповісти на це питання, виявляючи радіосигнали, що випромінюють сусідні галактики. Однак ці сигнали стають слабшими, чим далі галактика від Землі, що ускладнює їх вловлювання радіотелескопами.

Тепер дослідники з Монреаля та Індії зафіксували радіосигнал із найвіддаленішої галактики на певній довжині хвилі, відомої як лінія 21 см, що дозволяє астрономам глибше заглибитися в таємниці раннього Всесвіту. За допомогою радіотелескопа Giant Metrewave в Індії це перший випадок, коли такий тип радіосигналу було виявлено на такій великій відстані.

Ілюстрація, що демонструє виявлення сигналу з далекої галактики. Авторство: Савада Пардесі

“Галактика випромінює різні типи радіосигналів. Досі було можливо вловити цей окремий сигнал лише від сусідньої галактики, що обмежує наші знання про найближчі до Землі галактики”, – говорить Арнаб Чакраборті, докторант з Університету Макгілла. під керівництвом професора Метта Доббса.

Але за допомогою природного явища під назвою гравітаційне лінзування ми можемо вловити слабкий сигнал із рекордної відстані. Це допоможе нам зрозуміти формування галактик на набагато більшій відстані від Землі».

Погляд назад у часі до раннього Всесвіту

Дослідники вперше змогли виявити сигнал від далекої галактики, що утворює зірки, відомої як SDSSJ0826+5630, і виміряти склад її газу. Дослідники відзначають, що атомна маса газу, що міститься в цій конкретній галактиці, майже вдвічі перевищує масу видимих ​​нами зірок.

Зображення радіосигналу з галактики. Авторство зображення: Чакраборті та Рой/NCRA-TIFR/GMRT

Сигнал, який виявила команда, випромінювався з цієї галактики, коли Всесвіту було лише 4,9 мільярда років, що дозволило дослідникам зазирнути в таємниці раннього Всесвіту. «Це еквівалентно огляду на 8,8 мільярдів років назад», — каже Чакраборті, який вивчає космологію на факультеті фізики Університету Макгілла.

Захопіть сигнал із далекої галактики

“Гравітаційне лінзування посилює сигнал, що надходить від віддаленого об’єкта, щоб допомогти нам заглянути в ранній Всесвіт. У цьому конкретному випадку сигнал викривляється через присутність іншого масивного об’єкта, іншої галактики, між ціллю та спостерігачем. Це фактично посилює сигнал у 30 разів, дозволяючи телескопу вловлювати їх», — каже співавтор Нірупам Рой, доцент кафедри фізики Індійського наукового інституту.

На думку дослідників, ці результати показують можливість спостереження за далекими галактиками в подібних ситуаціях за допомогою гравітаційного лінзування. Це також відкриває захоплюючі нові можливості для дослідження космічної еволюції зірок і галактик за допомогою сучасних низькочастотних радіотелескопів.

Довідка: Арнаб Чакраборті та Нірупам Рой «Випромінювання 21 см HI, виявлено з галактики з інтенсивними лінзами при z ~1,3», 23 грудня 2022 р. Доступно тут. Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

Гігантський метрохвильовий радіотелескоп побудований і експлуатується NCRA-TIFR. Дослідження фінансувалося Університетом Макгілла та Індійським інститутом науки.