Uudne meetod võimaldab uurida galaktikaid varajases Universumis

Elmo Tempel | 05.11.2010

Astronoomid leidsid, et ESA Herscheli teleskoobiga on võimalik vaadelda gravitatsiooniläätsede poolt võimendatud galaktikaid varajases Universumis. Analüüsides alla kolme protsendi Herschel-ATLAS taevaülevaatest, leiti juba viis sellist galaktikat, mille edasine uurimine aitab mõista galaktikate arengut varajases Universumis.

Galaktikate tekkimine ja evolutsioon on üks võtmeküsimusi tänapäeva astrofüüsikas. Kui üldjoontes arvatakse galaktiakte tekke teooria paigas olevat, siis enamus detaile, mis puudutavad füüsikalisi protsesse, on veel ebakindlad. Peamiseks teguriks, mis mõjutab galaktiakte teket, on Universumi struktuuri areng ning tumeaine halode hierarhiline kuhjumine. Et mõista paremini neid füüsikalisi protsesse, mis viivad galaktikate tekkimiseni, tuleb kasutada vaatlusi erinevates lainealades ning vaadelda üha kaugemaid ja kaugemaid galaktikaid.

Gravitatsiooniläätsed Herschel-ATLAS taevaülevaates. Foto: ESA/SPIRE/Herschel-ATLAS/SJ Maddox.

Eriti oluline galaktiakte arengu mõistmiseks on seega uurida kaugeid, varajases Universumis asuvaid galaktikaid. Selliseid galaktikaid iseloomustab aktiivne täheteke, mis omakorda tähendab, et need galaktikad on tolmurikkad. Ühelt poolt on tolm halb, sest ta neelab peaaegu kogu nähtava valguse, mis teeb selliste galaktikate vaatlemise optiliste teleksoopidega peaaegu võimatuks. Teiselt poolt, aktiivne täheteke kuumutab sedasama tolmu, mis hakkab heledalt särama paarisaja mikronilisel lainepikkusel. Kuna Herschel vaatleb lainepikkustel 55 kuni 672 mikronit, siis sellised galaktikad on ideaalsed objektid Herscheliga vaatlemiseks.

Galaktikaid väga varajases Universumis on üldjuhul küllaltki raske vaadelda, kuna nad paistavad meile väga nõrkadena. Õnneks tuleb loodus meile mõnikord vastu ning annab suurepärase võimaluse selliste objektide vaatlemiseks. Antud juhul on selleks gravitatsiooniläätsed, kus lähedal asuv galaktika võimendab kaugelt galaktikalt tuleva signaali. Kasutades Herscheli teleskoopi, on võimalik uurida nii lähedal asuvat galaktikat, mis töötab gravitatsiooni läätsena kui ka kaugel asuvat galaktikat, mille signaali võimendatakse. Lähedal asuv galaktika on üldjuhul nähtav kõige paremini optilises lainealas.

Gravitatsiooniläätse efekti illustratsioon. Valgus, mis pärineb kaugelt galaktikalt kõverdub eespool oleva galaktika gravitatsiooni tõttu. Kui esiplaanil olev galaktika (sinine) on nähtav optilises lainealas, siis kaugel olev galaktika (roosa) on nähtav mõnesaja mikroni juures. Kuna gravitatsioonilääts võimendab, kuid samas ka moonutab kaugel oleva galaktika signaali, siis tihtilugu on tagaplaanil olev galaktika nähtav mitmikkujutisena. Joonis: NASA/JPL-Caltech

Üheks peamiseks ülesandeks Herscheli teleskoobil on uuendada meie teadmisi Universumi struktuuri arengu kohta. Galaktiakte tekkimise ja evolutisooni uurimine varajases Universumis on selle probleemi üks lahutamatu osa ning on ka üheks peamiseks ülesandeks Herscheli-ATLAS taevaülevaates, mis ühtekokku katab ära 550 ruutkaarekraadi suuruse ala taevas viies lainepikkuses.

Herscheli teleskoobiga avastatud gravitatsioonilääts. Foto: ESA/NASA/JPL-Caltech/Keck/SMA.

Antud viie gravitatsiooniläätsede poolt võimendatud galaktika avastus annab uue võimaluse varajases Universumis olevate galaktikate uurimiseks. Ühtekokku loodetakse Herschel-ATLAS taevaülevaatest leida üle saja sellise objekti, mille kõigi detailne uurimine annab meile kindlasti uut informatsiooni galaktikate arengu kohta varajases Universumis.

Märksõnad: galaktikad, gravitatsiooniläätsed, Herschel