Astronomové zachycují rádiové signály ze vzdálené galaxie

Zkoumání galaxií v mnohem větších vzdálenostech než Země může být nyní na dosah.

Jak vznikají hvězdy ve vzdálených galaxiích? Astronomové se na tuto otázku dlouho pokoušeli odpovědět detekcí rádiových signálů vysílaných blízkými galaxiemi. Tyto signály však slábnou, čím dále je galaxie od Země, což současným radioteleskopům ztěžuje jejich zachycení.

Nyní vědci z Montrealu a Indie zachytili rádiový signál z dosud nejvzdálenější galaxie na specifické vlnové délce známé jako čára 21 cm, což astronomům umožňuje ponořit se hlouběji do záhad raného vesmíru. S pomocí radioteleskopu Giant Metrewave v Indii je to poprvé, co byl tento typ rádiového signálu detekován na tak velkou vzdálenost.

Ilustrace ukazující detekci signálu ze vzdálené galaxie. Kredit: Sawada Pardesi

„Galaxie vysílá různé typy rádiových signálů. Až dosud bylo možné zachytit tento konkrétní signál pouze z blízké galaxie, což omezuje naše znalosti o galaxiích nejblíže Zemi,“ říká Arnab Chakraborty, postdoktorandský výzkumník na McGill University. pod dohledem profesora Matta Dobbse.

Ale s pomocí přirozeně se vyskytujícího jevu zvaného gravitační čočka dokážeme zachytit slabý signál z rekordní vzdálenosti. To nám pomůže pochopit vznik galaxií v mnohem větších vzdálenostech od Země.“

Pohled zpět v čase do raného vesmíru

Vědci byli poprvé schopni detekovat signál ze vzdálené galaxie tvořící hvězdy známé jako SDSSJ0826+5630 a změřit složení jejího plynu. Výzkumníci poznamenávají, že atomová hmotnost obsahu plynu v této konkrétní galaxii je téměř dvakrát větší než u hvězd, které jsou nám viditelné.

Obrázek rádiového signálu z galaxie. Kredit: Chakraborty a Roy/NCRA-TIFR/GMRT

Signál, který tým detekoval, byl vysílán z této galaxie, když byl vesmír starý pouhých 4,9 miliardy let, což výzkumníkům umožnilo nahlédnout do záhad raného vesmíru. „Je to ekvivalent pohledu zpět v čase 8,8 miliardy let,“ říká Chakraborty, který studuje kosmologii na katedře fyziky na McGill University.

Zachyťte signál ze vzdálené galaxie

„Gravitační čočky zesilují signál přicházející ze vzdáleného objektu, aby nám pomohl podívat se do raného vesmíru. V tomto konkrétním případě je signál ohýbán přítomností dalšího masivního objektu, jiné galaxie, mezi cílem a pozorovatelem. To účinně zesiluje signál o faktor 30, což umožňuje dalekohledu je zachytit,“ říká spoluautor Nirupam Roy, docent na katedře fyziky na Indian Institute of Science.

Podle vědců tyto výsledky ukazují proveditelnost pozorování vzdálených galaxií v podobných situacích pomocí gravitační čočky. Otevírá také vzrušující nové příležitosti pro zkoumání kosmického vývoje hvězd a galaxií pomocí dnešních nízkofrekvenčních radioteleskopů.

Reference: „21-cm HI emise detekovaná z intenzivně čočkované galaxie při z~1,3“ od Arnaba Chakrabortyho a Nirupam Roye, 23. prosince 2022, k dispozici zde. Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

Giant Metrewave Radio Telescope je postaven a provozován NCRA-TIFR. Výzkum byl financován McGill University a Indian Institute of Science.