[Cytadela] Dorastanie galaktyk w m³odym Wszech¶wiecie 

Odszkodowanie za dziurÄ™ w drodze

http://www.ifa.hawaii.edu/info/press-releases/BlackHole/fig1.pngNiezale¿nie od tego, jak bardzo zró¿nicowane mog± byæ pogl±dy naukowców odno¶nie kontrowersyjnych elementów tej wielkiej uk³adanki, jak± bez w±tpienia jest Wszech¶wiat jako taki, jedno wydaje siê byæ od wielu lat w zasadzie pewne, a za¿arte k³ótnie dotycz± tylko pomniejszych niuansów – ten Wszech¶wiat, jakim go znamy, nie istnia³ wiecznie i w pewnym bardzo, bardzo odleg³ym momencie w przesz³o¶ci w trakcie wydarzenia okre¶lanego obiegowym zwrotem “Wielki Wybuch” dosz³o do jego kreacji. Mo¿na co prawda dyskutowaæ o hipotetycznej cykliczno¶ci tego procesu (wed³ug kszta³tuj±cej siê w ostatnich latach alternatywnej teorii Wielki Wybuch to zjawisko, do którego dosz³o ju¿ nieskoñczenie wiele razy w przesz³o¶ci), trudno jednak w g±szczu fascynuj±cych czasem pomys³ów dojrzeæ taki, zgodnie z którym sam Wielki Wybuch (w ró¿nych wersjach) by siê nie odby³.

Skoro ogromna wiêkszo¶æ naukowców zgadza siê co do tego, ¿e Wielki Wybuch jest faktem, musimy równocze¶nie zaakceptowaæ fakt, ¿e z bezkszta³tnej, jednolitej “zupy” promieniowania wy³oni³ siê z czasem znany nam dobrze obraz Wszech¶wiata. Nietrudno zauwa¿yæ, ¿e nie mog³o najprawdopodobniej doj¶æ do tego w mgnieniu oka – aby z pomarszczonego kwantowymi fluktuacjami oceanu materii wy³oni³y siê miriady galaktyk zawieraj±ce nierzadko po setki miliardów lat niezbêdny by³ co najmniej jeden czynnik – czas. Choæ ewolucja galaktyk nie jest zbyt dobrze poznana i nie mamy dot±d uniwersalnego opisu procesów, który doprowadzi³y do powstania pierwszych galaktyk Wszech¶wiata przed miliardami lat, zgadzamy siê wszyscy co do tego (co sugeruj± równie¿ dane obserwacyjne), ¿e pierwsze galaktyki pojawi³y siê po setkach milionów lat od Wielkiego Wybuchu.

Rozwój technologiczny pozwala nam dostrzegaæ coraz dalsze obszary Wszech¶wiata, co równoznaczne jest coraz bardziej zaawansowanej podró¿y w czasie do czasów, gdy Wszech¶wiat by³ u pocz±tków swego istnienia. Rejestruj±c bowiem niezwykle s³abe ¶wiat³o galaktyk odleg³ych o wiele miliardów lat ¶wietlnych przygl±damy siê bowiem jednocze¶nie pierwszym galaktykom Wszech¶wiata. Logicznie rozumuj±c mo¿na by siê spodziewaæ, ¿e im dalej w g³êbiny Kosmosu zagl±damy, tym mniejsze i m³odsze obiekty powinni¶my odkrywaæ – nie zawsze jednak wygl±da to tak w rzeczywisto¶ci i tym samym mno¿± siê frapuj±ce pytania odno¶nie ewolucji galaktyk.

W najbli¿szych dniach na stronach fachowego pisma  “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” opublikowana zostanie praca badawcza japoñskiego zespo³u, w którym g³ówne skrzypce gra³ niejaki dr Tomotsugu Goto z National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) / University of Hawaii. Dr Goto wraz z kolegami dost±pili niew±tpliwej przyjemno¶ci korzystania z potê¿nego teleskopu Subaru, którego zwierciad³o g³ówne ma niebagatelne 8,2 metra ¶rednicy (czyni±c przy okazji teleskop najwiêkszym na ¶wiecie  w kategorii teleskopów wykorzystuj±cych pojedyncze zwierciad³o jako zwierciad³o g³ówne). Nic jednak w tym dziwnego, gdy¿ sam teleskop, zbudowany w ramach Mauna Kea Observatory na Hawajach, jest flagowym “pancernikiem” wspomnianej wy¿ej instytucji NAOJ, do której sam Goto i koledzy przynale¿±. Teleskop ten w ostatnim czasie zosta³ zmodernizowany – otrzyma³ nowoczesne, bardzo czu³e detektory CCD, które otworzy³y przed korzystaj±cymi z niego astronomami nowe mo¿liwo¶ci.

Naukowcom nie trzeba tego powtarzaæ dwa razy – dr Goto wraz z zespo³em skwapliwie skorzystali z tych innowacji by przeprowadziæ obserwacje, których realizacja wcze¶niej nie by³a mo¿liwa. Wykorzystali ogromne zwierciad³o Subaru do obserwacji najodleglejszych rubie¿y Wszech¶wiata w poszukiwaniu m³odych, formuj±cych siê dopiero galaktyk. Pamiêtaj±c o tym, co napisa³em na pocz±tku wpisu, musieli pewnie nie¼le siê zdziwiæ, gdy w odleg³o¶ci ok. 12,8 miliarda lat ¶wietlnych od Ziemi (czyli – licz±c od Wielkiego Wybuchu – zaledwie 900 mln lat po tym wydarzeniu) zaobserwowali galaktykê, której rozmiar porównywalny jest z rozmiarem naszej, wcale niema³ej, Drogi Mlecznej.

Nie tylko jednak zaskakuj±ca wielko¶æ m³odej galaktyki powoduje, ¿e obiekt ten wart jest zainteresowania – w centrum nowo odkrytej galaktyki zdaje siê bowiem znajdowaæ supermasywna czarna dziura, której masa równa jest – bagatela – masie co najmniej ok. 1 miliarda naszych S³oñc. W zwi±zku z tym robi siê naprawdê ciekawie – w jaki sposób, w ci±gu wzglêdnie krótkiego czasu, jaki naukowcy daj± na rozwój pierwszym galaktykom, obserwowany obiekt urós³ do tak wielkich rozmiarów i do tego w jaki sposób “wyhodowa³” wewn±trz siebie równie gigantyczn± czarn± dziurê?

Zarejestrowana przez japoñskich badaczy galaktyka sta³a siê zarazem najodleglejsz± znan± nam galaktyk±, która “wyposa¿ona” jest w supermasywn± czarn± dziurê. Nie bez powodu odkrycia tej galaktyki dokonano w³a¶nie przy zastosowaniu zmodernizowanego teleskopu Subaru – najnowocze¶niejsze detektory CCD pozwoli³y na pokonanie najwiêkszego problemu zwi±zanego z takimi obserwacjami: nie do¶æ, ¿e tak odleg³e obiekty s± ledwo widoczne dla najpotê¿niejszych instrumentów, to jeszcze w przypadku supermasywnej czarnej dziury materia wokó³ niej zgromadzona generuje tak o¶lepiaj±cy strumieñ promieniowania, i¿ niezwykle trudno jest dostrzec jakiekolwiek szczegó³y obiektu, w którym czarna dziura rezyduje. Nowoczesny sprzêt pozwoli³ jednak na pokonanie tej trudno¶ci – znacznie podwy¿szona w stosunku do starszych generacji czu³o¶æ instrumentów pozwoli³a na wy³owienie szczegó³ów dotycz±cych galaktyki, zawieraj±cej monstrualn± czarn± dziurê (analiza danych pozwoli³a oszacowaæ na 30% udzia³ samej galaktyki w ¶wietle rejestrowanym, 60% to efekt aktywno¶ci czarnej dziury).

Jak wspomnia³em na pocz±tku nie wiemy zbyt wiele o genezie pierwszych galaktyk, jeszcze mniej wiadomo o tym, w jaki sposób dochodzi³o do powstawania ogromnych czarnych dziur w ich j±drach. Odkryta przez japoñskich astronomów galaktyka zdaje siê ca³e zagadnienie jeszcze bardziej zaciemniaæ – mamy do czynienia z galaktyk± bardzo du¿±, zawieraj±c± wielk± czarn± dziurê, oba obiekty musia³ natomiast uformowaæ siê w rekordowym tempie, bo w koñcu mówimy o czasie, gdy Wszech¶wiat mia³ ok. 1/16 obecnego wieku. Japoñscy astronomowie maj± nadziejê, ¿e przy pomocy zaawansowanego technologicznie oprzyrz±dowania uda im siê zaobserwowaæ wiêcej równie nietypowych galaktyk, co w koñcu mo¿e pomóc badaczom w rozwiniêciu hipotez o “dzieciêcym” Wszech¶wiecie i procesach, w ramach których Wszech¶wiat sta³ siê równie piêknym tworem, jaki mo¿emy wspó³cze¶nie obserwowaæ.

¬ród³a:

Praca zespo³u dr. Goto (format PDF)

Link 1

Link 2

Link 3

Link 4

Link 5

Link 6

Link 7

Link 8

Link 9

Link 10

Grafika:Galaktyka QSO (CFHQSJ2329-0301), najodleglejsza znana nam galaktyka z supermasywn± czarn± dziur±. Jasna ¿ó³ta plama w ¶rodku to supermasywna czarna dziura, czerwone “okolice” wskazuj± na obecno¶æ galaktyki-gospodarza (kolorystyka dodana w trakcie obróbki)

¬ród³o grafiki

Credit: Tomotsugu Goto, University of Hawaii
Wy¶wietl pe³ny artyku³

  • zanotowane.pl
  • doc.pisz.pl
  • pdf.pisz.pl
  • mizuyashi.htw.pl