Галактики оставляют после себя подсказки о своей истории и о том, как они возникли.
Астрономы, благодаря гранту НАСА, разрабатывают набор возможных наблюдений под названием RINGS (римский инфракрасный обзор близлежащих галактик), который позволит собрать эти замечательные изображения, и команда создает общедоступные инструменты, которые астрономическое сообщество сможет использовать, как только Roman начнет собирать данные после запуска. Исследование RINGS - это предварительная концепция, которая может быть реализована, а может и не быть реализована в ходе научной миссии Roman.
Roman уникален для RINGS благодаря разрешению сродни НАСА Космический Телескоп Хаббла а его широкое поле зрения – в 200 раз больше, чем у "Хаббла" в инфракрасном диапазоне – делает его телескопом для обзора неба, дополняющим возможности "Хаббла" в узком диапазоне.
Галактические археологи
Ученые могут наблюдать лишь краткие эпизоды из жизни развивающихся галактик, которые в конечном итоге приводят к полностью сформировавшимся галактикам вокруг нас сегодня. В результате формирование галактик бывает трудно отследить.
К счастью, галактики оставляют после себя следы своей эволюции в своих звездных структурах, почти так же, как организмы на Земле могут оставлять отпечатки в горных породах. Эти галактические “окаменелости” представляют собой группы древних звезд, которые хранят историю формирования и эволюции галактики, включая химический состав галактики, когда образовались эти звезды.
Эти космические “окаменелости” представляют особый интерес для Робин Сандерсон, заместителя главного исследователя RINGS Пенсильванского университета в Филадельфии. Она описывает процесс анализа звездных структур в галактиках как “подобный раскопкам, когда пытаешься разобрать кости и собрать их обратно вместе”.
Высокое разрешение Roman позволит ученым выделить эти галактические “окаменелости”, используя структуры, варьирующиеся от длинных приливных хвостов на окраинах галактики до звездных потоков внутри галактики. Эти крупномасштабные структуры, которые Roman способен запечатлеть уникальным образом, могут дать ключ к истории слияния галактик. Цель, по словам Сандерсона, состоит в том, чтобы “собрать воедино эти “окаменелости”, чтобы оглянуться назад во времени и понять, как возникли эти галактики”.
Проливает свет на темную материю
RINGS также позволят продолжить исследования одной из самых загадочных субстанций во Вселенной: темной материи, невидимой формы материи, составляющей большую часть массы галактики. Особенно полезным классом объектов для проверки теорий темной материи являются сверхтусклые карликовые галактики. По словам Раджи ГухаТхакурты из Калифорнийского университета в Санта-Круз, “В сверхтусклых карликовых галактиках настолько преобладает темная материя, что в них очень мало обычной материи для звездообразования. Поскольку создается так мало звезд, ультраяркие галактики, по сути, можно рассматривать как чистые сгустки темной материи для изучения.”
Roman, благодаря своему большому полю обзора и высокому разрешению, будет наблюдать за этими сверхтусклыми галактиками, чтобы помочь проверить многочисленные теории о темной материи. С этими новыми данными астрономическое сообщество приблизится к выяснению правды об этой ненаблюдаемой темной материи, которая значительно перевешивает видимую материю: темная материя составляет около 80% вещества Вселенной, в то время как нормальная материя составляет оставшиеся 20%.
Ультраяркие галактики - далеко не единственный тест на наличие темной материи. Структуры в звездном ореоле, окружающем галактику, часто дают представление о количестве присутствующей темной материи. Однако из-за огромных размеров галактических гало (они часто в 15-20 раз больше самой галактики) современные телескопы крайне неэффективны при их наблюдении.
На данный момент единственные полностью разрешенные галактические гало, которыми располагают ученые, - это наш собственный Млечный Путь и Андромеда, наша соседняя галактика. Бен Уильямс, главный исследователь RINGS из Вашингтонского университета в Сиэтле, описывает, как возможности Roman помогут решить эту проблему: “У нас есть только надежные измерения Млечного Пути и Андромеды, потому что они находятся достаточно близко, чтобы мы могли получить измерения большого количества звезд, распределенных по их звездным ореолам. Итак, с помощью Roman мы внезапно получим 100 или более таких полностью разрешенных галактик ”.
Ожидается, что запуск Roman в мае 2027 года коренным образом изменит представление ученых о галактиках. В процессе он прольет некоторый свет на нашу родную галактику. Млечный Путь, которую легко изучить вблизи, но у нас нет достаточно большой селфи-палки, чтобы сфотографировать всю нашу галактику и окружающее ее гало. RINGS показывает, на что способен Roman, если такое исследование будет одобрено. Изучая близлежащую вселенную, RINGS может исследовать галактики, похожие по размеру и возрасту на Млечный Путь, и пролить свет на то, как мы здесь оказались.
Источник: НАСА
На изображении:
Галактическое гало - это разрозненное скопление звезд, радиус которого в 15-20 раз превышает радиус самой яркой части галактики. Одна из немногих галактик с хорошо изученным звездным гало - наша соседка Андромеда, изображенная здесь на рисунке. Звездное гало проиллюстрировано с преувеличенной яркостью и плотностью, чтобы показать, как далеко оно простирается. Когда Римский космический телескоп Нэнси Грейс будет запущен, он сможет использовать свое широкое поле зрения для получения всесторонних изображений многих других звездных гало более отдаленных галактик.
НАСА, Дж. Олмстед (STScI)
Дополнительные материалы
