Nový dalekohled vidí galaxii až na její atomy

Astronomové získali nejpodrobnější obraz plynného vodíku v sousední galaxii a odhalili jeho struktury s přesností než kdykoli předtím.

Vědci použili australský čtvercový kilometr Array Pathfinder (ASKAP) k zachycení nejpodrobnějšího pohledu na rádiové vlny jednoho z největších satelitů Mléčné dráhy, Malého Magellanova mračna.

Tato trpasličí galaxie, asi stokrát menší než Mléčná dráha a 200 000 světelných let od Země, se jeví jako slabý mrak na obloze na jižní polokouli. Nyní ASKAP ukazuje stejný pohled na rádiových vlnových délkách, ohnivý amalgám jasně a tmavě červených shluků, připomínající obzvláště znepokojující západ slunce v Mordoru. Různé odstíny červené odhalují množství plynného vodíku v každé oblasti, měřeno emisí vodíku při 21 centimetrech (1420 MHz).

Atomový plynný vodík v Malém Magellanově mračnu, jak je zobrazen australským čtvercovým kilometrovým polem Pathfinder. Tmavě červená označuje malý plynný vodík, zatímco oranžová a bílá označuje větší množství plynu.
ANU a CSIRO

Atomy vodíku jsou stavební kameny, které tvoří každou galaxii, kde se hromadí plynný vodík, rodí se nové hvězdy. Jakmile se však vytvoří silné hvězdné větry, které odpálí atomy vodíku, proces se dramaticky zrychlí, když hvězdy při výbuchu supernovy zemřou. Vodíkový plyn tak může odhalit více o rozšířených strukturách galaxií než hvězdy nebo prach. Obrázek skutečně ukazuje obrovské plynné filamenty rozprostírající se od okrajů trpaslíků, které by mohly být při pohybu galaxie skrz halo Mléčné dráhy odstraněny.

Tento nový obrázek je součástí rané vědy ASKAP vytvořené pomocí 16 z 36 identických 12 metrů antén. ASKAP se nachází ve vzdálené radiokomunikační observatoři Murchison v západní Austrálii, kde má velmi potřebné rádiové ticho. Přestože dalekohled není ještě zcela dokončen, všechny kritické systémy jsou funkční. Projektoví manažeři očekávají dokončení výstavby v roce 2018.

Přesto i částečné pole má za následek obraz třikrát ostřejší než předchozí nejlepší obraz plynného vodíku v Malém Magellanově mračnu, získaný pomocí australského dalekohledu Compact Array. Obraz ASKAP má také vyšší citlivost, vykazuje slabé rysy, které dříve nebyly vidět, a pokrývá větší oblast, což vědcům umožňuje studovat interakci galaxie s jejím okolím.

Rádiový dalekohled ASKAP na Murchison Radio-astronomy Observatory v západní Austrálii.
CSIRO

ASKAP, navržený jako průzkumný dalekohled, je rychlý - k zachycení nového galaktického portrétu bylo zapotřebí pouze 33 hodin pozorování času během tří nocí. Předchozí nejlepší obraz našeho galaktického souseda vyžadoval osm nocí, během nichž astronomové museli zaměřit dalekohled směrem ke stovkám samostatných bodů napříč galaxií, aby získal celý obrázek.

"Oblast na obrázku je asi 100krát větší než plocha na obloze úplňku, " říká Naomi McClure-Griffiths (Australská národní univerzita). "S ASKAP to dostaneme do jediného snímku." Ve srovnání by Jansky Very Large Array v Novém Mexiku musel sledovat více než 500 samostatných rámců, aby pokryl stejnou oblast.

Společnost ASKAP je připravena provádět špičkový výzkum a již pracuje na devíti velkých průzkumných projektech. Je to také testovací místo pro technologii, která bude implementována do pole Square Kilometer Array (SKA). Cílem tohoto mezinárodního úsilí o 1, 8 miliardy USD je vybudovat největší radioteleskop na světě instalací více než 2 000 antén s kombinovanou sbírkovou plochou více než jeden kilometr čtvereční, rozdělenou mezi dvě místa v Austrálii a Jižní Africe.

Až budou konečně dokončeni - nejdříve v roce 2020 - astronomové očekávají, že SKA vyřeší důležité vědecké cíle. SKA pomůže astronomům zjistit, jak se tvoří první hvězdy a černé díry, porozumět evoluci galaxií a hledat organické molekuly v prostoru. SKA bude dokonce poslouchat umělé mimozemské rádiové signály, pokud nějaké existují.