Введение

Научные исследования в области астрономии продолжают открывать нам удивительные факты о нашей Вселенной. Недавно группа астрономов из Корнельского университета разработала новый инструмент TIME, который предлагает уникальный взгляд на самые ранние галактики, существовавшие в космосе. Этот прорыв открывает новые горизонты для изучения формирования звезд и галактик в далеком прошлом.

Инновации инструмента TIME

С помощью TIME астрономы получили возможность, впервые в истории, наблюдать за множеством ранних галактик одновременно. Как объясняет аспирант Селина Ф. Янг, «вместо того чтобы пытаться изолировать каждую крошечную галактику, мы измеряем общее свечение огромного количества галактик сразу». Это похоже на наблюдение за огнями большого города с высоты: «Это не подсчет отдельных уличных фонарей, а оценка общей яркости целого города из космоса».

Первые результаты работы

В исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, Янг и ее коллеги сообщают о первых наблюдениях, проведенных с помощью TIME, которые были сосредоточены на области Стрельца A — известном регионе в центре нашей галактики. Наблюдения проводились в сезоне 2021–2022 годов на 12-метровом радиотелескопе в Обсерватории радиоастрономии Аризоны (ARO) и подтвердили готовность TIME к картированию будущих целей.

Технология линейного картирования интенсивности

Как объясняет Абигайль Крайтс, помощник профессора физики и главный исследователь проекта, поддерживаемого Национальным научным фондом, «с помощью TIME мы пытаемся исследовать космическую историю на протяжении различных эпох». Инструмент собирает свет с большой площади неба и использует спектрометр для измерения определенных частот и паттернов света, излучаемого молекулами или атомами из далеких галактик.

Чтение космических штрих-кодов

Каждое излучение фотонов уникально для каждой молекулы, как штрихкод, подчеркивает Янг. «Даже если линейное картирование интенсивности собирает смешанный свет от миллионов далеких галактик, мы все равно можем анализировать спектр этого света и переводить его в оценку того, сколько каждой молекулы или атома существует и где они сосредоточены в космосе». Это особенно важно для изучения раннего формирования звезд, так как некоторые из этих молекул тесно связаны с условиями, в которых звезды рождаются.

Исследование различных эпох космической истории

Исследователи ищут сигналы, которые помогут изучить две разные эпохи космической истории. Излучения ионизированного углерода можно использовать для изучения галактик в эпоху рекомбинации, когда первые звезды и галактики начали формироваться и освещать Вселенную через миллиард лет после Большого взрыва. Излучения угарного газа дают представление о более поздней эпохе, когда галактики формировали звезды с наибольшей скоростью.

Тестирование TIME на Стрельце A

Для проверки готовности TIME к работе с далекими объектами, исследователи протестировали его на более близкой цели — центре нашей галактики. «Мы указываем инструмент на Стрелец A, чтобы убедиться, что можем правильно измерять молекулярный газ на красном смещении ноль», — говорит соавтор исследования Донгву Чунг, помощник профессора астрономии.

Заключение

TIME открывает новые перспективы для астрономов, стремящихся лучше понять, как формируются галактики и как эволюционируют материя и структура во Вселенной. Благодаря этому инструменту ученые смогут глубже погрузиться в тайны космоса и раскрыть множество неразгаданных загадок, которые скрывает наша Вселенная.