Астрономы улавливают радиосигналы из далекой галактики

Исследование галактик на гораздо больших расстояниях, чем Земля, теперь может быть в пределах досягаемости.

Как образуются звезды в далеких галактиках? Астрономы уже давно пытаются ответить на этот вопрос, обнаруживая радиосигналы, излучаемые соседними галактиками. Однако эти сигналы становятся слабее, чем дальше галактика от Земли, что затрудняет их обнаружение современными радиотелескопами.

Теперь исследователи из Монреаля и Индии зафиксировали радиосигнал из самой далекой галактики, но на определенной длине волны, известной как линия 21 см, что позволяет астрономам глубже погрузиться в тайны ранней Вселенной. С помощью радиотелескопа Giant Metrewave в Индии это первый случай, когда этот тип радиосигнала был обнаружен на таком большом расстоянии.

Иллюстрация, показывающая обнаружение сигнала от далекой галактики. Предоставлено: Савада Пардези

«Галактика излучает различные типы радиосигналов. До сих пор можно было уловить этот конкретный сигнал только от соседней галактики, что ограничивает наши знания о ближайших к Земле галактиках», — говорит Арнаб Чакраборти, научный сотрудник Университета Макгилла. под руководством профессора Мэтта Доббса.

Но с помощью естественного явления, называемого гравитационным линзированием, мы можем уловить слабый сигнал с рекордного расстояния. Это поможет нам понять формирование галактик на гораздо больших расстояниях от Земли».

Взгляд назад во времени на раннюю вселенную

Впервые исследователи смогли обнаружить сигнал от далекой звездообразующей галактики, известной как SDSSJ0826+5630, и измерить состав ее газа. Исследователи отмечают, что атомная масса газового содержимого именно в этой галактике почти вдвое превышает массу видимых нам звезд.

Изображение радиосигнала из галактики. Фото: Чакраборти и Рой/NCRA-TIFR/GMRT

Сигнал, обнаруженный командой, исходил из этой галактики, когда Вселенной было всего 4,9 миллиарда лет, что позволило исследователям заглянуть в тайны ранней Вселенной. «Это эквивалентно оглядыванию назад во времени на 8,8 миллиарда лет», — говорит Чакраборти, изучающий космологию на физическом факультете Университета Макгилла.

Захват сигнала из далекой галактики

«Гравитационное линзирование усиливает сигнал, исходящий от удаленного объекта, чтобы помочь нам заглянуть в раннюю Вселенную. В данном конкретном случае сигнал искажается из-за присутствия другого массивного объекта, другой галактики, между целью и наблюдателем. Это эффективно усиливает сигнал в 30 раз, позволяя телескопу зафиксировать их», — говорит соавтор Нирупам Рой, доцент кафедры физики Индийского института науки.

По словам исследователей, эти результаты показывают возможность наблюдения за далекими галактиками в подобных ситуациях с помощью гравитационного линзирования. Это также открывает захватывающие новые возможности для исследования космической эволюции звезд и галактик с использованием современных низкочастотных радиотелескопов.

Ссылка: «Излучение HI на 21 см, обнаруженное из сильно линзированной галактики на z ∼ 1,3», авторы Арнаб Чакраборти и Нирупам Рой, 23 декабря 2022 г., доступно здесь. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

Гигантский радиотелескоп Metrewave построен и управляется NCRA-TIFR. Исследование финансировалось Университетом Макгилла и Индийским институтом науки.