Trong một kịch bản mà hàng triệu năm được coi là một khoảng thời gian ngắn, hàng giờ chỉ là một cái chớp mắt. Mặc dù có thể mất mười năm hoặc hơn để quan sát một nhóm thiên hà với một chút chi tiết cho các kính viễn vọng trên khắp thế giới, kính viễn vọng Atcama Large Millimét / milimét Array (ALMA) có thể thực hiện công việc với tốc độ đáng kinh ngạc. Chỉ trong vài giờ, một nhóm các nhà thiên văn học sử dụng kính viễn vọng siêu mạnh này đã tìm đến vị trí của hơn một trăm thiên hà hình thành sao trong Vũ trụ sơ khai.
Ngày xửa ngày xưa, một lượng lớn sao sinh ra đã xảy ra ở những thiên hà đầu tiên rất giàu bụi vũ trụ. Nghiên cứu các thiên hà này là bắt buộc đối với sự hiểu biết của chúng ta về sự hình thành và tiến hóa của thiên hà - nhưng nó đã tỏ ra khó khăn trong ánh sáng khả kiến vì chính bụi hỗ trợ sự hình thành sao cũng che giấu các thiên hà nơi chúng hình thành. Tuy nhiên, nhờ các kính viễn vọng như ALMA, chúng ta có thể xác định và quan sát các thiên hà này bằng cách tập trung vào các bước sóng dài hơn. Ánh sáng xuất hiện trong khoảng một milimet là sân chơi hoàn hảo cho nghiên cứu như vậy.
Các nhà thiên văn học đã chờ đợi dữ liệu như thế này trong hơn một thập kỷ. ALMA mạnh đến nỗi nó đã cách mạng hóa cách chúng ta có thể quan sát các thiên hà này, mặc dù kính viễn vọng chưa hoàn thành đầy đủ tại thời điểm quan sát, ông Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie, Đức), tác giả chính của bài báo trình bày các quan sát ALMA.
Làm thế nào để chúng ta biết những thiên hà này nằm ở đâu? Thông qua việc sử dụng kính viễn vọng Thí nghiệm Atacama Pathfinder (APEX) do ESO vận hành, các nhà thiên văn học đã có thể lập bản đồ các mục tiêu bị che khuất bụi này ở một mức độ nhất định. APEX tập trung khả năng của mình vào một khu vực bầu trời có kích thước bằng Mặt trăng đầy đủ trong chòm sao Fornax. Nghiên cứu - Chandra Deep Field South - đã được thực hiện bởi nhiều loại kính viễn vọng đặt ở đây trên Trái đất và trong không gian. Đây là nơi APEX đã được ghi nhận với việc định vị 126 thiên hà bụi. Tuy nhiên, những hình ảnh này không phải là tất cả những gì họ có thể. Các khu vực hình thành sao xuất hiện dưới dạng các đốm màu và đôi khi có thể vượt quá các hình ảnh tốt hơn được thực hiện ở các bước sóng khác. Thông qua việc sử dụng ALMA, những quan sát này đã được tăng cường, tăng thêm độ phân giải trong phần milimet / phần dưới của quang phổ và hỗ trợ các nhà thiên văn học biết chính xác các thiên hà đang hình thành sao.
Đang tải người chơi
Chuỗi video này bắt đầu với một cái nhìn rộng lớn về bầu trời, bao gồm cả chòm sao nổi tiếng Orion (The Hunter). Chúng tôi dần dần đóng lại trên một mảng trời không thể nhận ra được gọi là Chandra Deep Field South đã được nghiên cứu bởi nhiều kính viễn vọng trên mặt đất và trong không gian. Tín dụng: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), APEX (MP IfR / ESO / OSO), J. Hodge và cộng sự, A. Weiss và cộng sự, Trung tâm khoa học Spitzer của NASA, Khảo sát bầu trời số hóa 2 và A. Fujii. Âm nhạc: Movetwo
Như tất cả các nhà thiên văn học sân sau đều biết, khẩu độ càng lớn - độ phân giải càng tốt. Để cải thiện quan sát của họ về Vũ trụ sơ khai, các nhà thiên văn học cần một kính viễn vọng lớn hơn. APEX bao gồm một ăng ten hình đĩa đường kính mười hai mét, nhưng ALMA bao gồm nhiều món ăn trải dài trên một khoảng cách dài. Các tín hiệu từ tất cả các bộ phận của nó sau đó được kết hợp và kết quả giống như thể nó là một kính viễn vọng khổng lồ có cùng kích thước với toàn bộ mảng. Một món ăn siêu ngon!
Với sự hỗ trợ của ALMA, các nhà thiên văn học sau đó đã tiếp nhận các thiên hà từ bản đồ APEX. Mặc dù mảng ALMA vẫn đang được xây dựng và sử dụng chưa đến một phần tư khả năng của nó, nhóm đã có thể hoàn thành giai đoạn bắt đầu quan sát khoa học này. ALMA nhanh chóng đã hoàn thành nhiệm vụ. Chỉ với hai phút trên mỗi thiên hà, Siêu Phạm vi này đã có thể phân giải từng cái trong một khu vực cực nhỏ nhỏ hơn hai trăm lần so với các đốm sáng APEX ban đầu và với độ nhạy cao hơn 300%! Với một hồ sơ theo dõi như vậy, ALMA đã có thể tăng gấp đôi số lượng quan sát trong vài giờ. Bây giờ các nhà nghiên cứu đã có thể thấy rõ các thiên hà nào chứa các vùng hình thành sao hoạt động và phân biệt các trường hợp trong đó nhiều thiên hà hình thành sao đã xuất hiện như một trong các nghiên cứu trước đó.
Trước đây, chúng tôi nghĩ rằng những thiên hà sáng nhất trong số các thiên hà này đang hình thành những ngôi sao mạnh gấp ngàn lần so với thiên hà của chúng ta, Dải Ngân hà, khiến chúng có nguy cơ tự thổi bay chúng. Các hình ảnh ALMA cho thấy nhiều thiên hà nhỏ hơn hình thành các ngôi sao với mức giá hợp lý hơn một chút, ông Alexander Karim (Đại học Durham, Vương quốc Anh), thành viên của nhóm và là tác giả chính của bài báo đồng hành về tác phẩm này cho biết.
Rõ ràng ALMA sẽ là một thành công lớn. Những quan sát mới này đã giúp tự tin ghi lại các thiên hà hình thành sao bụi từ Vũ trụ sơ khai và giúp tạo ra một danh mục chi tiết hơn bao giờ hết. Những phát hiện mới này sẽ hỗ trợ các quan sát thiên văn trong tương lai bằng cách cung cấp cho các nhà nghiên cứu một cơ sở đáng tin cậy về các tính chất thiên hà này ở các bước sóng khác nhau. Các nhà thiên văn học sẽ không còn phải đoán đoán về việc các thiên hà có thể kết hợp với nhau trong các hình ảnh mà AL ALMA đã làm cho nó rõ ràng. Tuy nhiên, don lồng loại trừ việc sử dụng các địa điểm khác như APEX. Sự kết hợp của cả hai đóng một vai trò mạnh mẽ trong việc quan sát Vũ trụ sơ khai.
AP APEX có thể bao phủ một khu vực rộng lớn trên bầu trời nhanh hơn ALMA, và do đó, nó rất lý tưởng để khám phá những thiên hà này. Một khi chúng ta biết nơi để tìm, chúng ta có thể sử dụng ALMA để xác định vị trí của chúng một cách chính xác, đã kết luận Ian Smail (Đại học Durham, Vương quốc Anh), đồng tác giả của bài báo mới.
Nguồn gốc Câu chuyện: ESO Science News.
