Bogatstvo galaksija

Prvi “Deep Field” snimak Habla, objavljen 1996. godine, postao je istog časa slavan, jer je prikazao oko 3000 do tada nepoznatih galaksija, koje su se nalazile u “praznom prostoru” svemira, a koje je Habl uhvatio nakon desetina sati snimanja.

Duboki pogled Habla
Originalni tekst: Universe Has 10 Times More Galaxies Than Researchers Thought

Hablov svemirski teleskop je 2014. zavirio u svemir, dalje od bilo koje prethodne opservatorije i načinio prvi od šest novih dubokih snimaka, koji pokazuje nebeska tela iz prvih milijardu godina nakon Velikog praska.

Novi snimak je imao ekspoziciju od 50 sati, da bi prikupio dovoljno svetla i otkrio je izuzetno tamne, bledunjave, malene galaksije, koje se nalaze na oko 12 milijardi svetlosnih godina od nas. „U pitanju je najdublji pogled u svemir koji je ikada načinjen”, kaže vođa projekta, Dženifer Loc (Jennifer Lotz) iz Naučnog instituta za svemirski teleskop (Space Telescope Science Institute – STScI), smeštenog u Baltimoru (SAD). „Vidimo stvari koje su 10 do 20 puta bleđe od bilo čega što smo pre videli”. Loc i njene kolege su snimak predstavile 8. januara 2014. godine, na 223. sastanku Američkog astronomskog društva (American Astronomical Society).

Prvi „Deep Field” snimak Habla (http://hubblesite.org/news_release/news/1996-01), objavljen 1996. godine, postao je istog časa slavan, jer je prikazao oko 3000 do tada nepoznatih galaksija, koje su se nalazile u „praznom prostoru” svemira, a koje je Habl uhvatio nakon desetina sati snimanja. Najnovija duboka polja, prozvana „Hablova granična polja” (Hubble Frontier Fields), koriste unapređene kamere sa Habla i gledaju još dalje, koristeći za to „prirodne” teleskope našeg univerzuma, odnosno gravitaciona sočiva.

Gravitaciona sočiva se pojavljuju onda kada masivna nebeska tela ili grupe tela, poput grozdova galaksija, počnu da uvijaju prostor-vreme oko sebe, što dovodi do toga da svetlost (ali i sve ostalo) koja prolazi u njihovoj blizini, počinje da putuje po zakrivljenoj putanji. Veoma daleke galaksije koje leže iza ovih sočiva, gledano iz perspektive naše planete, delovaće uvećano i intenzivnije osvetljeno, usled gravitacionog zakrivljavanja njihove svetlosti. Stoga „Granična polja” koriste Hablovu sopstvenu mogućnost uvećavanja, u kombinaciji sa srećnom okolnošću uvećavanja koju nude gravitaciona sočiva, da bi tako mogla da tragaju za najudaljenijim telima koja su ikada uočena.

Novi snimci su bili tek preliminarni. U maju 2014. Habl je prikupio mnoštvo novih podataka za prvi snimak i ukupnu ekspoziciju fotografije podigao na čak 103 sata, da bi u narednim godinama istraživao i preostalih pet „Graničnih polja”, odabranih prema mestu na kom se nalaze najmoćnija prirodna gravitaciona polja. „Zanima nas da saznamo šta se to dešavalo u prvih milijardu godina postojanja univerzuma”, govorila je Loc. „Ono što će „Granična polja” uraditi je potraga za galaksijama koje su bile dovoljno male u tih prvih milijardu godina, da bi se pretvorile u našu galaksiju, Mlečni put. Želimo da znamo kada su se pojavile prve galaksije nalik na Mlečni put.”

Projekat je osmišljen tako da eventualno razreši tajnu nastanka prvih galaksija u univerzumu. „Postoje ljudi koji su tvrdili da gledajući unazad, postoji nagli pad broja galaksija”, što ukazuje na to da pre određene epohe, nije suštinski bilo uslova da nastanu galaksije, kaže Den Kou (Dan Coe) iz STScI-a, saradnik na projektu „Graničnih polja”. Ako je to tačno, mogli bismo naučiti dosta o tamnoj materiji koja izgleda čini većinu materije u univerzumu. Veruje se da galaksije nastaju u oblacima materije, a svojstva onoga (šta god to bilo) što čini tu tamnu materiju, pokazala bi kada se po prvi put sabila u oblake i koliki su oni bili, a da bi prve galaksije mogle da nastanu. „Granična polja će poprilično definitivno odrediti, na ovaj ili na onaj način, da li je zaista bilo tog oštrog pada broja galaksija”, govorio je Kou.

Prvi snimak „Graničnog polja” je koristio grozd galaksija Abell 2744 kao svoje gravitaciono sočivo. Fotografija je uhvatila ne samo daleke galaksije iza grozda, već i galaksije unutar samog Abell-a. Merenjem toga kako su pozadinska nebeska tela uvećana delovanjem grozda kao sočiva, istraživači mogu da mapiraju gde je i koliko mase smešteno u samom grozdu. Kako u tu masu ulaze i vidljive galaksije i nevidljiva tamna materija, mapa pojašnjava načine na koje se tamna materija zgušnjava i širi u grozdovima.

Kao proveru ove mape, Stiv Rodni (Steve Rodney) sa Univerziteta Džon Hopkins (John Hopkins University) je planirao da potraži eksplodirajuće zvezde, takozvane supernove u „Graničnim poljima”. Određena klasa supernova uvek eksplodira sa istim sjajem (osvetljenošću), zbog čega ih nazivaju „standardne sveće”, pa bi merenjem toga koliko su svetle na snimcima, astronomi mogli da odrede koliki deo njihove svetlosti je uvećan. „Modelari sočiva su nam dali predviđanje uvećanja”, a na osnovu modela tamne materije, rekao je Rodni, koji nije bio deo zvaničnog tima „Graničnih polja”. „Tako dobijamo istinsko uvećanje.” Te provere ne samo što potvrđuju modele gravitacionih sočiva, već potvrđuju i da su se supernove ponašale isto u ranom univerzumu, kao što se ponašaju danas. „Moramo da znamo”, govorio je Rodni, „da su standardne sveće, standardne tokom vremena.”

Autor: Klara Moskovic (Clara Moskowitz)

Preveo i priredio: Marko Ekmedžić

U programu „Hubble Deep Field” nije posmatrano dovoljno galaksija, da bi se u obzir uzela i gustina materije koja se nalazi u svemiru.

Nove galaksije
Originalni tekst: Hubble telescope reveals deepest view of the Universe yet

Vidljivi svemir ima oko dva biliona (2000000000000, ili 2×1012) galaksija, što je više od deset puta veći broj od pređašnje procene, kako nam kaže prva velika revizija ove procene u poslednje dve decenije.Od sredine 1990-ih, radna procena broja galaksija u univerzumu se kretala oko brojke od 120 milijardi (120000000000, ili 120×109). Ta brojka se zasnivala u najvećoj meri na studiji iz 1996., pod nazivom „Hubble Deep Field”. Istraživači su usmerili Hablov svemirski teleskop (Hubble Space Telescope) prema maloj oblasti svemira i posmatrali tokom deset dana, da bi duga ekspozicija prikazala i izuzetno zatamljene objekte.

To posmatranje je obuhvatilo i galaksije udaljene do 12 milijardi (12×109) svetlosnih godina, a koje smo imali prilike da vidimo onakvim kakve su bile jedva dve milijarde godina nakon Velikog praska. Astrofizičari su potom prebrojali galaksije u toj uzanoj oblasti posmatranja i ekstrapolirali brojke na kompletno nebo iznad naše planete, pod pretpostavkom da izgleda slično u svim pravcima. Tako su došli do brojke od 120 milijardi.

Međutim, u programu „Hubble Deep Field” nije posmatrano dovoljno galaksija, da bi se u obzir uzela i gustina materije koja se nalazi u svemiru. Nedostajuća materija je morala biti u obliku galaksija koje su bile previše tamne da bi se mogle uočiti, u obliku gasa i tamne materije. „Uvek smo znali da će se pojaviti još više galaksija”, kaže astrofizičar Kristofer Konselis (Christopher Conselice) sa Univerziteta u Notingemu (UK). „Ipak, nismo znali koliko će ih tačno biti, jer nismo mogli da ih snimimo.” Skorija duboka istraživanja obavljena Hablom, a nakon što su američki astronauti unapredili opservatoriju 2009. godine, kao i drugim teleskopima, omogućila su Konselisu i njegovim saradnicima da prebroje vidljive galaksije do daljine od 13 milijardi svetlosnih godina. Uspeli su da ucrtaju nizove galaksija zadate mase, koje odgovaraju raznim rastojanjima od Zemlje. Istraživači su potom ekstrapolirali svoje procene, da bi obuhvatili i one galaksije koje su previše male ili previše tamne da bi ih naši današnji teleskopi uočili. Odatle su izračunali da bi u vidljivom svemiru trebalo da bude 2 biliona galaksija. Rad o tome je potom poslat i uvaženom časopisu, „Astrophysical Journal”.

Ovaj proračun nije bio iznenađujuć, kaže astronom Stiven Finkelštajn (Steven Finkelstein) sa Univerziteta Teksas iz Ostina (SAD), ali je ipak od pomoći to kada se barata određenim brojkama. „Ne znam ni za koga ko je ranije uradio tako nešto”, kaže on. Konselis kaže da su teoretičari očekivali da je brojka čak i veća, a on i njegovi saradnici će pokušati da otkriju ima li razloga da se očekuje uvećanje ove brojke.

U ovom trenutku, istraživači mogu direktno da posmatraju svega oko 10% od 2 biliona galaksija. Ali, to će se promeniti za neke dve godine, kaže Konselis, kada Hablov naslednik, Svemirski teleskop Džejms Veb (James Webb Space Telescope) bude pušten u upotrebu. Taj teleskop bi trebalo da omogući i dublji pogled u prošlost, do vremena kada su galaksije počele da se formiraju, dodaje on.

Istraživanje može dovesti do unapređenog razumevanja galaksija, poboljšavanjem simulacija formiranja galaksija i može omogućiti detaljniju procenu načina na koji rastu.

Za sada ipak, rezultati istraživanja su u skladu sa trenutnom opštom teorijom o tome kako galaksije nastaju, koja kaže da većina nastaje kao izuzetno malena struktura, koja potom prolazi kroz ubrzani period spajanja i prikupljanja materijala, kaže Debra Elmegrin (Debra Elmegreen), astronom na Koledžu Vasar, u Pokipsiju, u državi Njujork (SAD).

S obzirom na to da je univerzum koji mi danas vidimo, tek slika jednog (prošlog) vremena, mnoštvo galaksija koje su uključene u novu procenu, sada više ne postoje. Spojile su se u veće galaksije, tokom milijardi godina koje su prošle dok je njihova svetlost stigla do Zemlje. Tako je trenutni broj galaksija po svoj prilici značajno manji od dva biliona.

Davide Kastelveki (Davide Castelvecchi)

Preveo i priredio: Marko Ekmedžić

%d bloggers like this: