A csillagászok rádiójeleket vesznek fel egy távoli galaxisból

A Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) tányérja Pune közelében, Maharashtra, India. Köszönetnyilvánítás: Nemzeti Rádióasztrofizikai Központ

A Földnél jóval nagyobb távolságra lévő galaxisok felfedezése most elérhető közelségbe kerülhet.

Hogyan keletkeznek csillagok a távoli galaxisokban? A csillagászok régóta próbálják megválaszolni ezt a kérdést a közeli galaxisok által kibocsátott rádiójelek észlelésével. Ezek a jelek azonban annál gyengébbek lesznek, minél távolabb van a galaxis a Földtől, ami megnehezíti a jelenlegi rádióteleszkópok számára, hogy felvegyék őket.

A montreali és indiai kutatók most egy rádiójelet rögzítettek a legtávolabbi galaxisból egy 21 cm-es vonalként ismert meghatározott hullámhosszon, így a csillagászok mélyebbre áshatnak a korai univerzum rejtelmeiben. Az indiai Giant Metrewave rádióteleszkóp segítségével ez az első alkalom, hogy ilyen nagy távolságból észleltek ilyen típusú rádiójelet.

Az illusztráció egy távoli galaxisból érkező jel észlelését mutatja be. Köszönetnyilvánítás: Sawada Pardesi

„Egy galaxis különböző típusú rádiójeleket bocsát ki. Eddig csak egy közeli galaxisból lehetett ezt a bizonyos jelet felvenni, ami korlátozza a Földhöz legközelebb eső galaxisokkal kapcsolatos ismereteinket” – mondja Arnab Chakraborty, a McGill Egyetem posztdoktori kutatója. Matt Dobbs professzor felügyelete alatt.

De a természetben előforduló jelenség, az úgynevezett gravitációs lencse segítségével rekord távolságból is felvehetünk egy halvány jelet. Ez segít megérteni a galaxisok kialakulását a Földtől sokkal nagyobb távolságra.”

Visszatekintés az időben a korai univerzumba

A kutatóknak most először sikerült észlelniük az SDSSJ0826+5630 néven ismert távoli csillagképző galaxis jelét, és megmérni a gáz összetételét. A kutatók megjegyzik, hogy ebben a galaxisban a gáztartalom atomtömege majdnem kétszerese a számunkra látható csillagok tömegének.

A galaxisból érkező rádiójel képe. Jóváírás: Chakraborty és Roy/NCRA-TIFR/GMRT

A csapat által észlelt jelet ez a galaxis bocsátotta ki, amikor az univerzum még csak 4,9 milliárd éves volt, így a kutatók bepillantást engedhettek a korai univerzum titkaiba. „Ez 8,8 milliárd év visszatekintésének felel meg” – mondja Chakraborty, aki kozmológiát tanul a McGill Egyetem Fizikai Tanszékén.

Rögzítse a jelet egy távoli galaxisból

„A gravitációs lencse felerősíti a távoli objektumról érkező jelet, hogy segítsen kitekinteni a korai univerzumba. Ebben a konkrét esetben a jelet egy másik hatalmas objektum, egy másik galaxis jelenléte hajlítja meg a célpont és a megfigyelő között. Ez hatékonyan 30-szorosára erősíti a jelet, lehetővé téve a teleszkóp számára, hogy rögzítse őket” – mondja Nirupam Roy társszerző, az Indiai Tudományos Intézet Fizikai Tanszékének docense.

A kutatók szerint ezek az eredmények azt mutatják, hogy lehetséges a távoli galaxisok megfigyelése hasonló helyzetekben gravitációs lencsék segítségével. Emellett izgalmas új lehetőségeket nyit a csillagok és galaxisok kozmikus evolúciójának kutatására a mai alacsony frekvenciájú rádióteleszkópok segítségével.

Hivatkozás: Arnab Chakraborty és Nirupam Roy „21 cm-es HI emissziót észlelt egy intenzíven lencsézett galaxisból z ~1,3-nál”, 2022. december 23., elérhető itt. A Royal Astronomical Society havi közleményei.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696

A Giant Metrewave rádióteleszkópot az NCRA-TIFR építette és üzemelteti. A kutatást a McGill Egyetem és az Indiai Tudományos Intézet finanszírozta.