Самая дальняя точка вселенной



Галактика GN-z11 Правообладатель иллюстрации NASAESAP.OESCH YALE UNIVERSITY
Image caption Ученые видят галактику GN-z11 такой, какой она была всего лишь через 400 млн лет после Большого взрыва

Космический телескоп «Хаббл» нашел самую отдаленную галактику из всех обнаруженных на данный момент, получившую номер GN-z11.

Она находится на таком расстоянии от Земли, что тусклый свет ее звезд достигает нас через 13,4 млрд световых лет.

Иными словами, «Хаббл» видит эту галактику такой, какой она была через 400 млн лет после Большого врыва.

Астрономы уверены в точности своих измерений, поскольку они сделали спектральный анализ световых волн, излучаемых этой галактикой.

Такой анализ весьма трудно проводить в случае со столь отдаленными источниками, однако если это получается, то расстояние до этого источника можно определить с большой степенью точности.

Подробности этого исследования вскоре будут опубликованы в журнале Astrophysical Journal.

Холодные гиганты


Правообладатель иллюстрации nasa
Image caption Телескоп «Хаббл» был доставлен на орбиту шаттлом «Дискавери» 24 апреля 1990 года

«Это вершина достижений «Хаббла» в области изучения галактик за всю историю космоса», — утверждает глава научной группы, астроном Йельского университета Паскаль Ош.

«Хаббл», уже 26 лет находящийся в космосе, вновь доказал, что он особенный телескоп. Когда он только был запущен, мы изучали галактики, возраст которых лишь перевалил за половину всей космической истории, а сейчас мы вернулись на 97% времени назад. Это величайшее достижение», — заявил астроном в интервью Би-би-си.

Тем не менее специалисты полагают, что ветеран космических исследований уже приблизился к грани своих технических возможностей, и заглянуть в самые дальние уголки космоса предстоит уже преемнику «Хаббла».

Такой телескоп, «Джеймс Уэбб», уже находится в процессе постройки и должен быть готов к 2018 году.


Он будет настроен на инфракрасное электромагнитное излучение — именно в этом спектре теоретически еще можно различить свет самых первых звезд во Вселенной.

А они, скорее всего, находятся на 200 млн световых лет дальше, чем GN-z11.

Ученым очень интересно исследовать эти первые звезды и условия, при которых они были рождены.

Скорее всего, это были холодные гиганты, образовавшиеся из холодных инертных газов, преобладавших тогда в космосе.

Эти исполины жили яркой, но сравнительно короткой жизнью, и дали первые тяжелые элементы.

Они также должны были «поджарить» инертные газы вокруг себя, забирая электроны у атомов, что привело к образованию рассеянной плазмы, которая и по сей день встречается в ближайшем межзвездном пространстве.

После Большого взрыва

Правообладатель иллюстрации NASA
Image caption Заглянуть в самые дальние уголки космоса предстоит преемнику «Хаббла», телескопу «Джеймс Уэбб», который находится в процессе постройки

Доктор Ош и его коллеги утверждают, что размер GN-z11 составляет всего 1/25 от Млечного Пути, а масса звезд этой галактики — лишь 1% массы от нашей собственной галактики.

«Удивительно, что при этом она такая яркая и так быстро расширяется, создавая новые звезды, — говорит Паскаль Ош. – Это ставит под сомнение некоторые из созданных нами моделей, но при этом доказывает, что еще в начале возникновения Вселенной процесс образования галактик шел полным ходом, и это хорошая предпосылка для «Джеймса Уэбба», который заглянет еще глубже в космос в поисках прародителей этой галактики».


Галактика GN-z11 была обнаружена с помощью широкоугольной камеры номер 3, которая была установлена в ходе последнего обслуживания телескопа в 2009 году.

Когда астрономы говорят о дальнем космосе, они используют термин «красное смещение». Это показатель сдвига спектральных волн, излучаемых отдаленными галактиками, в результате расширения Вселенной.

Чем выше показатель красного смещения объекта, тем дальше он находится от нас, и в тем более ранней точке космической истории мы его наблюдаем.

До открытия, сделанного «Хабблом», показатель красного смещения самой отдаленной от Земли галактики составлял 8,68 (это отдаляет ее на 13,2 млрд лет в прошлое).

Красное смещение GN-z11 составляет 11,1 — это на 200 миллионов лет ближе к моменту Большого взрыва.

Ожидается, что космический телескоп «Джеймс Уэбб» заглянет в такое прошлое, когда возраст Вселенной составлял всего один или два процента от ее нынешнего, то есть во времена, когда после Большого взрыва прошло от 100 до 250 млн лет. В этом случае показатель красного смещения составит от 15 до 30.

Источник: www.bbc.com


Самая дальняя точка вселенной

Астрономы из Техасского университета A&M и Техасского университета в Остине обнаружили самую далёкую из известных нам галактик. Согласно данным спектрографии, она находится на расстоянии примерно 30 млрд световых лет от Солнечной системы (или от нашей Галактики, что в данном случае не столь существенно, потому что диаметр Млечного пути — всего лишь 100 тыс. световых лет).

Самый дальний объект во Вселенной получил романтичное название z8_GND_5296.

«Восхитительно знать, что мы — первые люди в мире, кто увидел его, — сказал доктор наук Вител Тилви (Vithal Tilvi), соавтор научной работы, которая сейчас опубликована в онлайне (для бесплатного просмотра научных работ используйте сайт sci-hub.org).

Обнаруженная галактика z8_GND_5296 сформировалась через 700 млн лет после Большого взрыва. Собственно, в таком состоянии мы и видим её сейчас, потому что свет от новорожденной галактики только сейчас дошёл до нас, пройдя расстояние в 13,1 млрд световых лет. Но поскольку в процессе этого Вселенная расширялась, то на данную минуту, как показывают расчёты, расстояние между нашими галактиками составляет 30 млрд световых лет.

В новорожденных галактиках интересно то, что там идёт активный процесс формирования новых звёзд. Если в нашем Млечном пути появляется по одной новой звезде в год, то в z8_GND_5296 — примерно по 300 в год. То, что происходило 13,1 млрд лет назад, мы можем спокойно сейчас наблюдать в телескопы.


Возраст далёких галактик можно определить по космологическому красному смещению, вызванному в том числе эффектом Доплера. Чем быстрее удаляется объект от наблюдателя, тем сильнее проявляется эффект Доплера. Галактика z8_GND_5296 показала красное смещение 7,51. Около сотни галактик обладают красным смещением больше 7, то есть они сформировались до того, как Вселенной исполнилось 770 млн лет, и предыдущим рекордом было 7,215. Но лишь у нескольких галактик расстояние подтверждено по данным спектрографии, то есть по спектральной линии Лайман альфа (о ней ниже).

Радиус Вселенной составляет как минимум 39 млрд световых лет. Казалось бы, это противоречит возрасту Вселенной в 13,8 млрд лет, но противоречия нет, если учесть расширение самой ткани пространства-времени: для этого физического процесса не существует ограничения по скорости.

Учёным не совсем понятно, почему не удаётся наблюдать другие галактики возрастом до 1 млрд лет. Удалённые галактики наблюдают по чёткому проявлению спектральной линии Lα (Лайман альфа), которая соответствует переходу электрона со второго энергетического уровня на первый. Почему-то у галактик младше 1 млрд лет линия Лайман альфа проявляется всё слабее. Одна из теорий состоит в том, что как раз в то время происходил переход Вселенной из непрозрачного состояния с нейтральным водородом в полупрозрачное состояние с ионизированным водородом. Мы просто не можем увидеть галактики, которые скрыты в «тумане» из нейтрального водорода.


Как же z8_GND_5296 смогла пробиться через туман нейтрального водорода? Учёные предполагают, что она ионизировала ближайшие окрестности, так что протоны смогли прорваться. Таким образом, z8_GND_5296 — самая первая из известных нам галактик, которая вышла из непрозрачного месива нейтрального водорода, наполнявшего Вселенную в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва.

Источник: habr.com

Космический орбитальный телескоп "Хаббл" (Hubble Space Telescope) уловил свет самой далёкой, а значит, и самой старой галактики из всех известных науке на сегодняшний день.

Звёздная система имеет кодовое название z8_GND_5296, массу, эквивалентную 1,3 миллиардам масс Солнца, и располагается она в направлении созвездия Большой Медведицы в 13,1 миллиардах световых лет от нас. В силу удалённости от Земли в оптический телескоп её увидеть было бы невозможно, поэтому для обнаружения излучения учёные использовали приборы, фиксирующие ближний инфракрасный свет.


После получения первичных данных исследователи перепроверили их с помощью телескопов обсерватории Кека (Keck Observatory) и подтвердили расположение галактики.

"Рассмотреть столь далёкие объекты с помощью оптических телескопов невозможно. Для нас они уже невидимы. Всё видимое излучение смещается в ближний инфракрасный диапазон", — поясняет ведущий автор исследования Стивен Финкельштейн (Steven Finkelstein) из Техасского университета в Остине.

Наблюдаемое явление называется эффектом Доплера: объекты, которые удаляются от нас, кажутся красноватыми, а те, что приближается, кажутся синеватыми. Инфракрасное смещение указывает не только на то, что наблюдаемая галактика очень далека от нас, но и подтверждает теорию ускоряющегося расширения Вселенной.

Как ни странно, звёздная система z8_GND_5296 была единственной из 43 кандидатов в удалённые галактики, у которой отчётливо наблюдались линии водорода, которые необходимы для идентификации космического объекта.

Таким образом, перед учёными встаёт вопрос о ранней истории Вселенной: как быстро свет первых галактик мог перемещаться сквозь облака межгалактического водородного газа без рассеивания?

Чтобы обнаружить свет, проходящий сквозь облака ранней Вселенной, водород должен быть ионизирован. Но парадокс заключается в том, что по стандартным астрофизическим теориям, процессы ионизации были вызваны как раз первым поколением галактик.


Галактика z8_GND_5296 в представлении художника (иллюстрация V. Tilvi, S.L. Finkelstein, C. Papovich, NASA, ESA, A. Aloisi, The Hubble Heritage, HST, STScI, AURA).

"Смотреть на удалённые галактики особенно интересно. Ведь в силу того, что скорость света конечна, мы видим в телескоп тот момент, когда излучение от этих объектов только было испущено. Фактически, мы смотрим сквозь пространство и время на самые ранние этапы существования Вселенной", — говорит соавтор исследования Доминик Ричерс (Dominik Riechers) из Корнельского университета.

В данном случае свет, излучаемый галактикой z8_GND_5296, будет идти до Земли 13,1 миллиарда лет, притом что возраст самой Вселенной составляет чуть менее 13,8 миллиарда лет. Поэтому астрофизики увидели через телескоп Вселенную, когда ей было всего 700 миллионов лет.

Но возраст оказался далеко не единственной отличительной особенностью галактики z8_GND_5296. Как сообщается в пресс-релизе, она производит новые звёзды в поразительном темпе — примерно 330 масс Солнца ежегодно, а это в 100 раз больше скорости звездообразования Млечного Пути.

"В ранней Вселенной звёзды могли рождаться с гораздо большей скоростью, чем мы предполагали", — пишет Финкельштейн в статье об исследовании, опубликованной в журнале Nature.


Помимо этого, Финкельштейн и его коллеги были поражены тем, сколько в этой галактике присутствует кислорода и других "тяжёлых" элементов. Прежде считалось, что такое количество элементов, которые тяжелее водорода и гелия, просто не успело бы образоваться в столь короткие сроки.

Логическое объяснение феномену исследователи нашли в результате анализа данных, полученных телескопом NASA Spitzer. Галактика z8_GND_5296, скорее всего, содержит следы взрывов гигантских звёзд, в ядрах которых уже успели синтезироваться тяжёлые элементы. Эти звёзды, по всей вероятности, были первыми в галактике, и одними из самых ранних во Вселенной.

"Интересно, что львиная доля тяжёлых элементов образовались на столь ранних этапах существования времён", — удивляется Финкельштейн.

Столь далёкие галактики невидимы для оптических телескопов, поэтому их изучают с помощью приборов, фиксирующих ближнее инфракрасное излучение (фото V. Tilvi, S.L. Finkelstein, C. Papovich, CANDELS Team, Hubble Space Telescope/NASA).

Отметим, что до открытия галактики z8_GND_5296 самой старой звёздной системой считалась та, что сформировалась спустя 740 миллионов лет после Большого взрыва. Причина, по которой самая далёкая галактика Вселенной ранее не была обнаружена, заключается в том, что на пути к ней взорвалась массивная звезда и затмила "старушку" своим светом.


 

Впрочем, на достигнутом учёные останавливаться не собираются. Но, чтобы заглянуть в ещё более далёкие времена, им придётся заменить телескоп "Хаббл" на что-то более мощное. Отличной альтернативой станет космический телескоп имени Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope), запуск которого запланирован на 2018 год.

Также по теме:
Астрономы разглядели сквозь космический туман самые древние галактики 
Учёные разглядели в космическом тумане следы света первых звёзд
Астрономы обнаружили самую древнюю спиральную галактику
NASA надеется заглянуть за край Вселенной
Учёные нашли по соседству с Солнцем самую древнюю звезду Вселенной

Источник: www.vesti.ru

На практике удалось рассмотреть только реликтовое излучение. Его происхождение тоже напрямую связано с теорией Большого взрыва – предполагается, что прежде Вселенная состояла из горячей плазмы. Современная наука сумела добиться наблюдения поверхности рассеяния. Пока это наиболее удаленный объект.
Раз Вселенная начала расширяться ускоренно, то это подтверждает наличие двух сил – гравитации и антигравитации. В рамках наблюдаемой Вселенной всемирное антитяготение преобладает над тяготением. Согласно имеющимся расчетам, диаметр той части Вселенной, которая подлежит наблюдению, составляет 93 миллиарда световых лет либо же это 28,5 гигапарсек. Тогда возникает закономерный вопрос: «Почему диаметр Вселенной 93 млрд. световых лет, если ученые определили ее возраст – 13,7 млрд. лет?». Дело в том, что чем дальше расположены зоны Вселенной, тем быстрее происходит их расширение по сравнению со скоростью света. При этом быстрее перемещаются не сами объекты, а пространство, внутри которого они находятся. Из всего вышесказанного получается, что если Вселенная так и будет расширяться в дальнейшем, все быстрее и быстрее, то в определенный период остальные галактики, которые не входят в Сверхскопление галактик, пересекут горизонт Вселенной. Соответственно, их больше невозможно будет рассмотреть. Можно ли добраться до края Вселенной? Учитывая все особенности Вселенной, существует ли возможность того, что человек когда-нибудь доберется до ее границ? Данный вопрос можно назвать и очень простым, и сложным одновременно. На сегодняшний день краем вселенной считается самая удаленная область, которую можно разглядеть при помощи телескопа, а это – около 15 миллиардов световых лет. Чтобы заглянуть дальше, придется подождать изобретения еще более мощных телескопов. Однако в любом случае добраться туда не получится, даже если бы космические аппараты передвигались со скоростью света. Например, расстояние в 300 тысяч километров является мизерным в масштабах космического пространства. Свет от Солнца до Земли доходит за восемь минут. Так, если подача света прекратится, то человечество узнает об этом только спустя 8 минут. Таким образом, изображение Солнца – это то, как оно выглядело в прошлом. Из-за этой особенности Вселенная заполучила название «машина времени».

Источник: fishki.net

Астрофизики обсерватории Кека на Гавайях зарегистрировали излучение самой далекой от Земли галактики. Она находится на расстоянии более 13  миллиардов световых лет от нас. Мы «видим» ее такой, какой она была спустя всего 585 миллионов лет после Большого взрыва. Об этом пишет ТАСС, со ссылкой на пресс-службу обсерватории.

Официальное название новой галактики EGSY8p7. Она находится на расстоянии 13,1 миллиарда световых лет от нас. Для определения возраста ученые использовали инфракрасный спектрометр, зарегистрировав так называемую линию Лайман-альфа в ее спектре.

«Мы постоянно наблюдаем линию Лайман-альфа в спектрах близлежащих объектов, она является одним из наиболее надежных показателей формирования звезд. Но по мере того, как мы двигаемся вглубь Вселенной и, соответственно, наблюдаем ее на более ранних стадиях, пространство между галактиками оказывается заполнено все большим количеством водородных облаков, которые поглощают этот сигнал», — рассказывает астрофизик Ади Цитрин.

Важно, что ученым не только удалось обнаружить новую галактику, но и они зарегистрировали эту самую линию Лайман-альфа в ее спектре. Согласно научным теориям, Вселенная была непрозрачна для такого излучения первые 400 миллионов лет из-за того, что ее заполнял нейтральный водород. Постепенно, по мере появления первых галактик излучение звезд стало расщеплять нейтральный водород на протоны и электроны.

Регистрация линии Лайман-альфа от галактики EGSY8p7 позволяет ученым говорить о том, что вокруг некоторых галактик водород ионизировался раньше, чем вокруг других. Возможно, из-за того, что ионизирующее излучение звезд в таких галактиках было особенно сильным.

Ранее стало известно, что наблюдения телескопа «Спитцер» подтвердили: на расстоянии в 21 световой год от Солнца находится самая близкая к нам планета земного типа. Об этом говорится в сообщении на сайте NASA.

Планета HD 219134b вращается вокруг звезды Глизе 892 в созвездии Кассиопея. Глизе менее яркая и горячая, чем Солнце, но ее можно увидеть c Земли даже невооруженным глазом. HD 219134b находится слишком близко к своей звезде, чтобы на ней могла быть жизнь.

Фото:keckobservatory.org

Источник: tvzvezda.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.