دریافت تصاویر کهکشان های شگفت انگیزجوان و...

 

 

Compact galaxies in early Universe pack a big punch

با ترجمه فارسی

ستاره‌شناسان تصاویر کهکشان‌های شگفت انگیز جوانی را دریافت کرده‌اند

 که با وسعت تنها 5000 سال نوری، معادل 200 میلیارد برابر خورشید جرم دارند.

ادامه خبر در ادامه مطلب

Compact galaxies in early Universe pack a big punch

29-Apr-2008: Using the Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer onboard of the Hubble NASA/ESA Hubble Space Telescope, astronomers have made observations of young, surprisingly compact galaxies, each only 5,000 light-years across, but weighing 200 billion times the mass of the Sun. Imagine receiving an announcement touting the birth of a baby 50 centimetres long and weighing 80 kilograms. After reading this puzzling message, you would immediately think the baby’s weight was a misprint. Astronomers looking at galaxies in the Universe’s distant past received a similar perplexing announcement when they found nine young, compact galaxies, each weighing in at 200 billion times the mass of the Sun. The galaxies, each only 5,000 light-years across, are a fraction of the size of today's grownup galaxies but contain approximately the same number of stars. Each galaxy could fit inside the central hub of our Milky Way Galaxy. Astronomers used the NASA/ESA Hubble Space Telescope and the W.M. Keck Observatory on Mauna Kea, Hawaii, to study the galaxies as they existed 11 billion years ago, when the Universe was less than 3 billion years old. “Seeing the compact sizes of these galaxies is a puzzle", said Pieter G. van Dokkum of Yale University in New Haven, Connecticut, USA, who led the study. "No massive galaxy at this distance has ever been observed to be so compact. These galaxies would have to change a lot over 11 billion years, growing five times bigger. They could get larger by colliding with other galaxies, but such collisions may not be the complete answer. ”. To determine the sizes of the galaxies, the team used the Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer on Hubble. The Keck observations were carried out with assistance of a powerful laser to correct for image blurring caused by the Earth's atmosphere. Only Hubble, Keck and ESO’s Very Large Telescope are really able to measure the sizes of these galaxies as they are very small and far away. Van Dokkum and his colleagues studied the galaxies in 2006 with the Gemini South Telescope Near-Infrared Spectrograph, on Cerro Pachon in the Chilean Andes. Those observations provided the galaxies’ distances and showed that the stars are a half a billion to a billion years old. The most massive stars had already exploded as supernovae . “In the Hubble Deep Field, astronomers found that star-forming galaxies are small”, said Marijn Franx of Leiden University, The Netherlands. “However, these galaxies were also very low in mass. They weigh much less than our Milky Way. Our study, which surveyed a much larger area than in the Hubble Deep Field, surprisingly shows that galaxies with the same weight as our Milky Way were also very small in the past. All galaxies look really different in early times, even massive ones that formed their stars early”. The ultra-dense galaxies might comprise half of all galaxies of that mass 11 billion years ago, van Dokkum said, forming the building blocks of today’s largest galaxies. How did these small, crowded galaxies form? One way, suggested van Dokkum, involves the interaction of dark matter and hydrogen gas in the nascent Universe. Dark matter is an invisible form of matter that accounts for most of the Universe’s mass. Shortly after the Big Bang, the Universe contained an uneven landscape of dark matter. Hydrogen gas became trapped in pockets of the invisible material and began spinning rapidly in dark matter’s gravitational whirlpool, forming stars at a furious rate. Based on the galaxies’ mass, which is derived from their colour, the astronomers estimated that the stars are spinning around their galactic disks at roughly 400 to 500 kilometres per second. Stars in today’s galaxies, by contrast, are travelling at about half that speed because they are larger and rotate more slowly than the compact galaxies . These galaxies are ideal targets for the Wide Field Camera 3, which is scheduled to be installed aboard Hubble during Servicing Mission 4 in the fall of 2008. The findings appeared in the April 10 issue of The Astrophysical Journal Letters.

ترجمه

ستاره‌شناسان تصاویر کهکشان‌های شگفت انگیز جوانی را دریافت کرده‌اند که با وسعت تنها 5000 سال نوری، معادل 200 میلیارد برابر خورشید جرم دارند. این مجموعه شامل نه کهکشان است که هر کدام قسمتی از وسعت یک کهکشان رشد یافته امروزی را پوشش‌ ‌می‌دهند اما به اندازه کل آن ستاره دارند. نسبت ابعاد و جرم این کهکشان‌ها مثل این است که نوزادی با 50 سانتیمتر قد، 80 کیلوگرم وزن داشته باشد!  تصویر1:هر یک از کهکشان‌های چگال را می‌توان در هسته کهکشان راه شیری جا داد ما این کهکشان‌ها را آن‌گونه می‌بینیم که 11 میلیارد سال پیش بوده‌اند، هنگامی که جهان تنها سه میلیارد سال عمر داشت. به گفته دانشمندان نخستین بار است که در این فاصله کهکشان‌هایی چنین فشرده دیده می‌شوند. این کهکشان‌ها در طی 11 میلیارد سالی که نورشان به زمین رسیده است، تغییرات زیادی کرده‌اند، بایستی پنج برابر بزرگتر شده باشند و اگر با کهکشان‌های دیگر برخورد کرده باشند، حتی بزرگتر. تصاویر این کهکشان‌ها با دوربین فروسرخ نزدیک و طیف سنج تلسکوپ فضایی هابل برداشته شده و با استفاده از یک لیزر قوی اثرات جو زمین از روی آنها حذف شده است. تعیین اندازه این کهکشان‌ها به دلیل کوچکی و دوری زیاد با محدودیت همراه است. ستاره‌های این کهکشان‌ها کوچکند و عمرشان نیم میلیارد تا یک میلیارد است. ستاره‌های سنگین‌تر قبلا با انفجار به تپ‌اختر تبدیل شده‌اند.  تصویر2: نمای آسمان در یک سیاره فرضی در یک کهکشان چگال. ستاره‌ها در آسمان این سیاره 200 برابر ستاره‌ها در آسمان زمین هستند این کهکشان‌های کوچک و چگال چگونه شکل گرفته‌اند؟ پاسخ به درستی مشخص نیست. یکی از احتمالات مطرح شده، واکنش میان ماده تاریک و گاز هیدروژن در جهان در حال شکل‌گیری است. اندکی پس از مهبانگ، جهان میدان متغیری از ماده تاریک بود. در این زمان گاز هیدروژن در حباب‌هایی از ماده تاریک به دام افتاد و با چرخش سریع آن در گرداب گرانشی ماده تاریک، ستاره‌سازی با آهنگ بالایی آغاز شد. ماده تاریک نوعی ماده غیر قابل مشاهده است که بیشتر جرم جهان را تشکیل می‌دهد. ستاره‌شناسان بر اساس جرم کهکشان‌ها که از روی رنگشان برآورد می‌شود، دریافتند که ستاره‌ها در این کهکشان‌ها با سرعت حدود 400 تا 500 کیلومتر بر ثانیه به گرد مرکز کهکشان می‌چرخند. در کهکشان‌های امروزی ستاره‌ها بزرگ‌ترند و کندتر از ستاره‌های کهکشان‌های چگال، با نصف سرعت آن‌ها، حرکت می‌کنند. تصویر3: نه کهکشان چگال، چنانکه 11 میلیارد سال پیش بودند اگرچه این کهکشان‌ها نسبت به اندازه‌شان جرم زیادی دارند، اما هنوز در مقایسه با کهکشان راه شیری جرمشان کم است. کهکشان‌های ‌پرجرمی مانند راه شیری هم در گذشته بسیار کوچک بوده‌اند. به نظر می‌رسد همه کهکشان‌ها گذشته متفاوتی داشته‌اند. کهکشان‌هایی که امروزه جزو بزرگترین‌ها هستند احتمالا در 11 میلیارد سال پیش کهکشانهای فوق چگالی بوده‌اند که جرم نیمی از مجموعه کهکشان‌های چگال کشف شده را داشته‌اند.