_ Астрономы из Франции и Великобритании спектроскопическими методами оценили красное смещение
для галактики UDFy-38135539, которую мы видим такой, какой она была примерно через 600 млн лет после Большого взрыва.

_ UDFy-38135539 была отмечена на снимке обширной области космического пространства в созвездии Печи, сделанном камерой WFC3 телескопа «Хаббл» в ближнем ИК-диапазоне. При анализе этого изображения, как уже сообщалось в cентябре 2009 года, учёные обнаружили несколько объектов, ставших кандидатами на роль чрезвычайно удалённых галактик на красном смещении z ~ 10.

 

UDFy-38135539 на изображении, переданном «Хабблом»
( иллюстрация из журнала Nature ).

_ Предварительная оценка соответствующего UDFy-38135539 красного смещения оказалась более скромной — «всего» 8,6. «Мы провели несложные расчёты и выяснили, что при длительных наблюдениях высокая чувствительность спектрографа SINFONI «Очень большого телескопа» даёт нам возможность зарегистрировать излучение такой галактики и измерить расстояние, отделяющее нас от неё», — рассказывает руководитель исследования Мэтью Ленерт (Matthew Lehnert), представляющий Парижскую обсерваторию.

Потратив на наблюдения галактики более 10 часов, астрономы зарегистрировали слабую линию испускания в спектре на длине волны ( 11 615,6 ± 2,4) Å, после чего рассмотрели возможные варианты её появления.
По результатам этой работы был сделан вывод о том, что обнаруженная линия представляет собой первую линию — лайман-альфа L_α — в спектральной серии Лаймана.
L_α в спектре водорода соответствует переход атомов из первого возбуждённого состояния в основное и длина волны в 1215,7 A ( попадает в область вакуумного ультрафиолета). Зная величину сдвига линии, легко рассчитать значение красного смещения z = 8,5549 ± 0,0002.

Снятый спектр с отмеченной линией лайман-альфа.
Серым показан (не в масштабе) спектр ночного неба; как можно заметить,
в области L_α он относительно чист. ( Иллюстрация из журнала Nature.)

_ UDFy-38135539, таким образом, становится самым удалённым из всех подтверждённых спектроскопическими исследованиями астрономических объектов, обходя гамма-всплеск GRB 090423 на z = 8,2 и галактику IOK-1 на z = 6,96. Конечно, новые данные требуют тщательной проверки, поскольку определение параметров по одной спектральной линии нельзя считать абсолютно надёжным; существующие наземные телескопы здесь уже не помогут, и учёным остаётся ждать намеченного на 2015 год запуска Космического телескопа им. Джеймса Уэбба или старта европейского проекта E-ELT - eso.org/public/teles-instr/e-elt.htm.

Если красное смещение для UDFy-38135539 было рассчитано правильно, галактика по своему «наблюдаемому» возрасту должна попадать в эпоху реионизации, которая завершилась приблизительно через 800 млн лет после Большого взрыва. Реионизации предшествовали рекомбинация — процесс объединения протонов и электронов с образованием нейтрального водорода — и так называемые тёмные века, закончившиеся появлением первых звёзд. Их излучение ионизировало газ, и водородный «туман» постепенно рассеивался.

Оценив размеры области, которую мог ионизировать изученный объект, астрономы заключили, что рядом с ним находятся другие галактики. «Они должны были помочь «расчистить» окружающее пространство, — поясняет участник исследования Марк Суинбэнк (Mark Swinbank) из Даремского университета.
— Иначе излучение UDFy-38135539 никогда бы не добралось до нас».

Сказать что-то определённое о звёздном населении UDFy-38135539 трудно. Вероятно, звёзды в галактике имеют низкую металличность, а их возраст составляет 10–100 млн лет. Минимальное значение интенсивности звездообразования авторы оценили в 0,3–2,1 солнечной массы в год.

Подробный рассказ о новом исследовании:

Пролёт в направлении UDFy-38135539:

Моделирование эпохи реионизации. Ионизированные области показаны синим,
«фронты» ионизации — красным и белым, а нейтральные участки — чёрным:

 

Вселенная в эпоху реионизации; обозначения см. выше
( иллюстрация M. Alvarez, R. Kaehler, T. Abel ).

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nature - nature.com/nature/journal/v467/n7318/abs/nature09462.htm ;
текст статьи можно скачать отсюда - eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1041/eso1041.pdf.

Подготовлено по материалам Европейской организации астрономических исследований в Южной полусфере.

 

 

_ Астрономы провели непрерывные 16-часовые наблюдения найденного ими объекта с использованием 8,2-метрового телескопа Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили. Анализ собранных данных о спектре объекта позволил ученым установить, что UDFy-38135539 это галактика, и она удалена от Земли на 13,1 миллиарда световых лет ( столько лет потребовалось свету, чтобы добраться до Земли ).
Считается, что возраст Вселенной составляет около 13,75 миллиарда лет.

Согласно наиболее общепринятым гипотезам эволюции Вселенной, через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва протоны и электроны начали объединяться друг с другом и формировать водород. Еще через 150 миллионов лет начали образовываться первые галактики, и пространство между ними было заполнено водородом, поглощавшим свет звезд. Однако постепенно под воздействием излучения от светил водород расщеплялся на протоны и электроны (этот процесс называют реионизацией), и Вселенная постепенно становилась прозрачной. Считалось, что межгалактическое пространство более или менее расчистилось спустя приблизительно 800 миллионов лет после Большого взрыва.

До сих пор самым удаленным из найденных во Вселенной объектов считался гамма-всплеск GRB 090423, который произошел около 13,1 миллиарда лет назад ( по уточненным оценкам - около 13 миллиардов лет назад).

 

_ Астрономы из США и Японии представили оценку количества экзопланет земной массы, обращающихся вокруг звёзд солнечного типа.
В списке известных экзопланет, количество которых приближается к 500, преобладают массивные объекты, поскольку отыскать их легче. Менее крупные планеты, напоминающие Землю, стали обнаруживаться совсем недавно.

Растянувшийся на пять лет масштабный проект, в котором участвовали американские и японские специалисты, должен был выявить закономерности распределения экзопланет по массе. Объектами наблюдений стали сразу 166 звёзд из каталога Hipparcos, расположенных в радиусе 80 световых лет от Земли. Все выбранные светила схожи с Солнцем: имеют спектральный класс G или К ( у нашей звезды — G2 ) и массу в 0,54–1,28 солнечной.

Используя телескопы Обсерватории им. Кека, исследователи проводили измерения лучевой скорости и пытались обнаружить свидетельства движения экзопланет массой в 3–1 000 земных по орбитам небольшого — менее 0,25 а. е. — радиуса. Зарегистрировать объекты таких размеров на большем удалении ( с орбитальным периодом, превышающим 50 дней ) не позволила бы ограниченная чувствительность приборов.

_ В результате астрономы отметили 33 экзопланеты, попадающие в указанную область параметров, у 22 звёзд,
и собрали данные ещё о 12 возможных планетах, которые ожидают проверки. После введения поправки на неравномерность распределения телескопного времени между звёздами авторы рассчитали, что планеты-гиганты на орбитах малого радиуса обнаруживаются у 1,6% звёзд, около 6,5% скрывают планеты с массой в 10–30 земных, а у 11,8% находятся менее крупные планеты, превосходящие Землю по массе в 3–10 раз. Эти данные, заметим, не соответствуют современным теориям, предсказывающим дефицит планет с массой в 5–30 земных и орбитальным периодом, не превышающим 50 дней.

 

Полученное распределение
( иллюстрация НАСА / JPL-Caltech / UC Berkeley ).

_ Число планет, очевидно, увеличивается с уменьшением их размеров. Простая экстраполяция позволяет заключить, что планеты с массой в 0,5–2 земной встречаются у ~23% звёзд солнечного типа, причём истинное значение должно быть ещё более внушительным, так как в реальности радиус орбиты планет не ограничивается четвертью астрономической единицы. «Конечно, это очень грубая оценка, — признаёт участник исследования Эндрю Говард ( Andrew Howard ) из Калифорнийского университета в Беркли.

— Не удивлюсь, если в действительности планеты, по массе схожие с Землёй, будут регистрироваться у каждой второй или каждой восьмой звезды, но я почти уверен в том, что это будет не каждая сотая».

_ Полная версия отчёта опубликована в журнале Science — sciencemag.org /cgi/content/abstract/330/6004/653.

_ По расчетам Говарда и Марси, уже в ближайшие месяцы телескоп "Кеплер" обнаружит 120-260 планет земного размера, однако эти планеты будут находиться слишком близко к своим звездам.
_ В следующие год-два "Кеплер" сможет обнаружить столько же, если не больше, землеподобных планет, находящихся в так называемой "зоне Голдилока", то есть в таком диапазоне орбит, где на планетах не слишком горячо и не слишком холодно, и поэтому хотя бы в принципе на них может возникнуть жизнь.