Astronomowie z McGill University w Kanadzie i Indian Institute of Science (IISc) w Bengaluru wykorzystali dane z Giant Meterwave Radio Telescope (GMRT) w Pune do wykrycia sygnału radiowego pochodzącego z wodoru atomowego w niezwykle odległej galaktyce. Astronomiczna odległość, z której taki sygnał został odebrany, jest jak dotąd największa z dużym marginesem. Jest to również pierwsze potwierdzone wykrycie silnego soczewkowania w linii emisji 21 cm z galaktyki.
Wodór atomowy jest podstawowym paliwem niezbędnym do powstawania gwiazd w galaktyce. Kiedy gorący zjonizowany gaz z otaczającego ośrodka galaktyki spada na galaktykę, gaz ochładza się i tworzy wodór atomowy, który następnie staje się wodorem cząsteczkowym i ostatecznie prowadzi do powstawania gwiazd. Dlatego zrozumienie ewolucji galaktyk w czasie kosmicznym wymaga prześledzenia ewolucji gazu neutralnego w różnych epokach kosmologicznych. Atomowy wodór emituje fale radiowe o długości 21 cm, które można wykryć za pomocą radioteleskopów o niskiej częstotliwości, takich jak GMRT. Zatem emisja 21 cm jest bezpośrednim wskaźnikiem zawartości gazu atomowego zarówno w pobliskich, jak i odległych galaktykach. Jednak ten sygnał radiowy jest bardzo słaby i wykrycie emisji z odległej galaktyki przy użyciu obecnych teleskopów jest prawie niemożliwe ze względu na ich ograniczoną czułość.
Do tej pory najodleglejsza galaktyka wykryta przy użyciu emisji z odległości 21 cm miała przesunięcie ku czerwieni z=0,376, co odpowiada czasowi, który upłynął między wykryciem sygnału a jego pierwotną emisją – wynoszącym 4,1 miliarda lat. (Przesunięcie ku czerwieni reprezentuje zmianę długości fali sygnału w zależności od położenia i ruchu obiektu; większa wartość z oznacza obiekt znajdujący się dalej).
Korzystając z danych GMRT, Arnab Chakraborty, doktor habilitowany na Wydziale Fizyki i Trottier Space Institute na McGill University oraz Nirupam Roy, profesor nadzwyczajny na Wydziale Fizyki, IISc wykryli sygnał radiowy z wodoru atomowego w odległej galaktyce przy przesunięciu ku czerwieni z= 1.29.
Sygnał wykryty przez zespół został wyemitowany z tej galaktyki, gdy Wszechświat miał zaledwie 4,9 miliarda lat; innymi słowy, czas wstecz dla tego źródła wynosi 8,8 miliarda lat.
Wykrycie to było możliwe dzięki zjawisku zwanemu soczewkowaniem grawitacyjnym , w którym światło emitowane przez źródło jest zakrzywiane z powodu obecności innego masywnego ciała, takiego jak galaktyka eliptyczna wczesnego typu, pomiędzy galaktyką docelową a obserwatorem, co skutkuje „wzmocnieniem” sygnału.
Zespół zaobserwował również, że masa atomowa wodoru w tej konkretnej galaktyce jest prawie dwukrotnie większa niż masa jej gwiazdy. Wyniki te pokazują wykonalność obserwacji gazu atomowego z galaktyk z odległości kosmologicznych w podobnych systemach soczewkowych przy niewielkim czasie obserwacji. Otwiera również ekscytujące nowe możliwości badania kosmicznej ewolucji gazu neutralnego za pomocą istniejących i przyszłych radioteleskopów niskiej częstotliwości w najbliższej przyszłości.
Yashwant Gupta, dyrektor centrum NCRA, powiedział:
______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę
