Новый способ измерения скорости рождения звёзд в галактиках
Команда исследователей из Канарского института
астрофизики выяснила, что самый точный способ, с помощью которого можно
измерить скорость рождения новых звёзд в галактиках, является изучением
радиоизлучения в частотном диапазоне от 1 до 10 гигагерц.
Почти
весь свет, который мы видим во Вселенной, исходит от звёзд, которые
формируются внутри плотных облаков газа в межзвёздной среде. Скорость, с
которой в галактике возникают новые звёзды, называется уровнем
звездообразования, она зависит от количества самого газа в галактиках и
физических условий в межзвёздной среде, которые варьируются в
зависимости от развития самих звёзд. Следовательно, исследование этого
уровня рождения звёзд является ключевым для понимания эволюции галактик.
К настоящему времени уже проведено множество наблюдений в
различных длинах волн электромагнитного спектра, чтобы вычислить
скорость рождения звёзд. Каждый метод имеет свои преимущества и
недостатки. Давно известно, что часть видимого и ультрафиолетового
излучения поглощается межзвёздной пылью. Именно это и мотивировало
учёных создавать гибридные детекторы, которые могут получать информацию
сразу в нескольких спектрах, включая инфракрасный, на котором можно
смотреть сквозь завесу пыли. Однако использование таких детекторов часто
сомнительно, потому что другие механизмы и помехи, не связанные с
формированием крупных звёзд, могут вмешиваться в процесс накопления
информации.
Международная исследовательская группа провела
подробный анализ спектрального распределения энергии в выборке галактик и
смогла впервые в истории измерить энергию, которая испускается в
частотном диапазоне от 1 до 10 Гигагерц. Именно на этих частотах можно
исследовать темпы рождения новых звёзд в галактиках.
«Мы
использовали радиоэмиссию потому что в предыдущих исследованиях была
выявлена трудная корреляция между радио и инфракрасным излучением,
охватив величины больше четырёх порядков. Мы решили в рабочей группе
провести исследования галактик из обзора KINGFISH (Key Insights on
Nearby Galaxies: a Far-Infrared Survey with Herschel) телескопа
«Гершель», в рамках которого были исследованы в дальнем инфракрасном
диапазоне ближайшие к нам галактики. Заключительная выборка содержит
набор из 52 галактик с очень разнообразными свойствами. В своей работе
мы использовали 100-метровый Эффельбергский телескоп, поскольку он имеет
очень высокую чувствительность, а следовательно является идеальным
инстурментом, чтобы надёжно фиксировать радиопотоки от слабых
протяжённых объектов, как галактики. Свою работу мы назвали KINGFISHER,
последние две буквы означают галактики, испускающие излучение в
радиодиапазоне (Emitting in Radio)».
KINGFISH Галактики
Изображения
исследуемых галактик от обзора SINGS телескопа «Спитцер» и обзора
KINGFISH телескопа Гершель. Источник: Maud Galametz
Результаты
этого проекты были выпущены в The Astrophysical Journal, они показывают,
что 1-10 гигагерцовая радиоэмиссия является идеальным поисковиком
областей рождения новых звёзд по нескольким причинам. Во-первых,
межзвёздная пыль не ослабляет и не поглощает излучение на этих частотах.
Во-вторых, излучение на таких частотах испускается крупными звёздами
несколько раз во время фаз формирования от молодых звёздных объектов, до
областей HII ионизированного газа и остатков сверхновых звёзд. И,
наконец, нет никакой потребности комбинировать эти частоты с любыми
другими диапазонами электромагнитного спектра. По этим причинам
измерения в выбранном диапазоне являются более строгим способом оценки
скорости формирования крупных звёзд.
Это исследование также
разъясняет природу процессов обратного взаимодействия, происходящих
из-за процессов звёздной деятельности, которые являются ключом в
развитии галактик. Дифференцируя происхождение радиопотока удалось
выяснить, что электроны космических лучей, которые являются компонентом
межзвёздной среды, моложе и более энергетически сильны в галактиках с
более высокими темпами рождения новых звёзд. Они могут вызывать мощные
ветры и области оттока и иметь важные последствия в регулировании
звёздного населения.
Источник
Рейтинг публикации:
|
