Чтобы сделать это наблюдение, команда также прибегла к помощи гравитационной линзы, увеличительного стекла размером с галактику, чтобы выявить невидимые детали. Эти новые исследования галактики HATLAS J142935.3-002836 показали, что этот сложный и далекий объект удивительно похож на сравнительно близкую пару сталкивающихся галактик, известных под общим названием Антенны.«В то время как астрономы часто ограничены мощностью своих телескопов, в некоторых случаях наша способность видеть детали значительно усиливается за счет естественных линз, созданных Вселенной», — объясняет ведущий автор Хьюго Мессиас из Университета Консепсьон в Чили и Centro de Astronomia e Astrofisica da Universidade de Lisboa в Португалии. «Эйнштейн предсказал в своей общей теории относительности, что при достаточной массе свет не движется по прямой линии, а будет изгибаться аналогично нормальной линзе».Космические линзы создаются массивными структурами, такими как галактики и скопления галактик, которые отклоняют свет от объектов позади них из-за своей сильной гравитации — эффект, называемый гравитационным линзированием.
Увеличивающие свойства этого эффекта позволяют астрономам изучать объекты, которые в противном случае были бы невидимы, и напрямую сравнивать местные галактики с гораздо более удаленными, когда Вселенная была значительно моложе.Однако для того, чтобы эти гравитационные линзы работали, необходимо точно выровнять линзирующую галактику переднего плана и следующую за ней.«Эти случайные совпадения довольно редки и, как правило, их трудно идентифицировать, — добавляет Мессиас, — но недавние исследования показали, что, наблюдая в дальнем инфракрасном и миллиметровом диапазонах волн, мы можем найти такие случаи гораздо более эффективно».
HATLAS J142935.3-002836 (или для краткости H1429-0028) является одним из таких источников и был обнаружен в рамках исследования Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey (HATLAS). Это один из самых ярких объектов с гравитационной линзой в дальнем инфракрасном диапазоне, обнаруженных до сих пор, хотя мы наблюдаем его в то время, когда Вселенная была вдвое меньше нынешнего возраста.
Чтобы изучить этот объект более подробно, астрономы начали обширную последующую кампанию с использованием впечатляющей коллекции невероятно мощных телескопов, в том числе космического телескопа Хаббла, ALMA, обсерватории Кека и VLA.Изображения Хаббла и Кека показали детализированное гравитационное световое кольцо вокруг галактики переднего плана. Эти изображения с высоким разрешением также показали, что линзирующая галактика представляет собой дисковую галактику с ребра, похожую на наш Млечный Путь, которая затемняет части фонового света из-за больших пылевых облаков, которые она содержит.Но это затемнение не является проблемой для ALMA и VLA, поскольку эти два объекта наблюдают за небом на более длинных волнах, на которые не влияет пыль.
Используя объединенные данные, команда обнаружила, что фоновая система на самом деле была продолжающимся столкновением двух галактик. С этого момента ALMA и VLA сыграли ключевую роль в дальнейшей характеристике этого объекта.В частности, ALMA отслеживает окись углерода, что позволяет детально изучать механизмы звездообразования в галактиках.
Наблюдения ALMA также позволили измерить движение вещества в галактике. Это было важно, чтобы показать, что линзированный объект действительно является продолжающимся галактическим столкновением, формирующим сотни новых звезд каждый год, и что одна из сталкивающихся галактик все еще показывает признаки вращения; указание на то, что это была дисковая галактика незадолго до этого столкновения.Система этих двух сталкивающихся галактик напоминает впечатляющий объект, который намного ближе к нам: Антенны, которые являются ближайшим продолжающимся слиянием двух спиральных галактик.
В то время как система Антенны формирует звезды с общей скоростью, которая всего в несколько десятков раз превышает массу нашего Солнца каждый год, H1429-0028 каждый год превращает более 400 солнечных масс газа в новые звезды.Шейн Буссманн, соавтор из Корнельского университета в Итаке, штат Нью-Йорк, заключает: «Мощная синергия между космической обсерваторией Гершеля и нашими скоординированными последующими усилиями ALMA, VLA и других обсерваторий по всему миру значительно улучшила наше понимание галактики. слияния, когда Вселенная была вдвое меньше нынешнего возраста ".
Национальная радиоастрономическая обсерватория — объект Национального научного фонда, управляемый в соответствии с соглашением о сотрудничестве Associated Universities, Inc.