Badanie impulsów wzrostu galaktyk we wczesnym wszechświecie za pomocą teleskopu kosmicznego “Roman”

Instrument NASA Roman przyniesie nowe spojrzenie na czas znany jako „kosmiczne południe”. Teleskop Kosmiczny Roman Nancy Grace, z polem widzenia w podczerwieni 200 razy większym niż Hubble’a, będzie w stanie rejestrować obrazy i widma z tysięcy galaktyk podczas jednej obserwacji. Taka obfitość danych pomoże astronomom odkryć ukryte rozdziały w historii gwiazd wszechświata.

Jakieś 2 do 3 miliardów lat po Wielkim Wybuchu większość galaktyk przeszła gwałtowny wzrost, tworząc gwiazdy w tempie setki razy wyższym niż widzimy dzisiaj w naszej galaktyce, Drodze Mlecznej. Kiedy wystartuje w maju 2027 r., Nancy Grace Roman Space Telescope NASA wszyscy spodziewają się ujrzeć nowe spojrzenie na rozkwit formowania się gwiazd.

Kosmiczne “południe” to ważny czas w historii wszechświata, ponieważ ukształtowało to, jak widzimy dzisiejsze galaktyki. Ale wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi. Dlaczego formacja gwiazd osiągnęła szczyt, a następnie spadła? Dlaczego niektóre galaktyki nagle przestały tworzyć gwiazdy, podczas gdy inne stopniowo zanikały? Jak ważne były wpływy lokalne, takie jak liczba galaktycznych sąsiadów, w kształtowaniu tej ewolucji?

Aby odpowiedzieć na te pytania, astronomowie muszą zbadać obfitą próbkę galaktyk z tamtego okresu. Siła Romana będzie polegać na jego zdolności do uchwycenia tysięcy interesujących obiektów w jednym widoku. Przy tak dużym badaniu naukowcy nie będą musieli z góry wybierać preferowanych celów, co może prowadzić do niezamierzonych błędów.

Z polem widzenia 200 razy większym od Kosmicznego Teleskopu Hubble’a w świetle podczerwonym, Roman może zmienić krajobraz astronomiczny dzięki tak dużej wydajności.powiedziała Kate Whitaker, adiunkt astronomii na Uniwersytecie Massachusetts w Amherst.

Badania Whitakera skupiają się na badaniu regulacji powstawania i gaszenia gwiazd w masywnych galaktykach we wczesnym Wszechświecie.

Szerokie pole widzenia Romana umożliwi również astronomom umieszczenie poszczególnych galaktyk w kontekście, obserwując, jak ich gwałtowne wzrosty i późniejsze spowolnienia różnią się w zależności od ich położenia w kosmicznej „sieci” – wielkoskalowej strukturze Wszechświata.

Robisz jeden obraz i dostajesz wszystko. Zobaczymy, co i gdzie znajdują się interesujące obiekty.powiedział Casey Papovich, profesor astronomii na Texas A&M University w College Station w Teksasie.

Badania Papovicha obejmują ilościowe określenie wzrostu i gromadzenia się masy gwiezdnej w galaktykach we wczesnym Wszechświecie.

Wyjście poza wyobraźnię

Podczas gdy obrazy mogą pomóc astronomom w dostrzeżeniu interesujących galaktyk, znacznie więcej informacji można zebrać, rozprowadzając światło galaktyki w widmie. Papovich wraz z Vicente (Vince) Estradą-Carpenterem z St. Mary’s University w Halifax w Nowej Szkocji w Kanadzie i ich kolegami opracowali technikę wydobywania połączonego światła ze wszystkich gwiazd w galaktyce. Badając widmo galaktyki, możemy dowiedzieć się o wieku gwiazd, historii powstawania gwiazd, liczbie ciężkich pierwiastków chemicznych i nie tylko. Robiąc to dla dużej liczby wczesnych galaktyk, astronomowie mogą dowiedzieć się o procesach, które napędzały i ostatecznie zakończyły ten okres szybkiego wzrostu.

Moc Romana można jeszcze zwiększyć, obserwując odległe galaktyki, których światło zostało zniekształcone przez zjawisko zwane soczewkowaniem grawitacyjnym. Grawitacja interweniującej gromady galaktyk może powiększyć i rozjaśnić światło z bardziej odległej galaktyki, umożliwiając astronomom badanie galaktyki tła bardziej szczegółowo, niż byłoby to dostępne w innym przypadku. Whitaker już używa tej techniki z Hubble’em do badania jąder młodych galaktyk w porównaniu z ich obrzeżami. Ta praca ma na celu ustalenie, czy formowanie się gwiazd wyłącza się od zewnątrz do środka, czy od środka – to znaczy od obrzeży galaktyki do jej centrum lub odwrotnie.

Wygaszanie galaktyk – nagłe zakończenie formowania się gwiazd – może być szybkim procesem w kosmologicznych skalach czasowych. W rezultacie złapanie jednego na gorącym uczynku jest trudne, ponieważ są tak rzadkie. Roman pomoże nam znaleźć te rzadkie przykłady.powiedział Whitaker.

Podczas gdy kosmiczny widok Romana zapewni doskonałą ostrość i stabilność, obserwatoria naziemne również będą odgrywać rolę w badaniu kosmicznego południa. Na przykład Atacama Large Millimeter/submillimeter Array może mierzyć zawartość gazu i pyłu w odległych galaktykach. A przyszłe 30-metrowe teleskopy będą w stanie mierzyć niezwykłe szczegóły w widmach galaktyk dzięki ich zdolności do zbierania dużej ilości światła.

Obserwatoria kosmiczne i naziemne będą się wzajemnie uzupełniać. Roman samodzielnie i sprawnie zidentyfikuje i scharakteryzuje najciekawsze galaktyki na dużych polach widzenia. Następnie możemy wrócić do teleskopów naziemnych, aby zbadać je bardziej szczegółowo.wyjaśnił Papovich.
info: HubbseSite

_______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
Postaw mi kawę na buycoffee.to