„ადრეულ სამყაროში არსებული მრავალი გალაქტიკა იმდენად მცირე იყო, რომ მათი ნათობის დაფიქსირება დედამიწასა და კოსმოსში არსებული ყველაზე მძლავრ ტელესკოპებსაც არ ძალუძს, რაც ართულებს მათი თვისებებისა და შინაგანი სტრუქტურის შესწავლას. თუმცა არსებობს გალაქტიკა RXCJ0600-z6, რომლის ნათობას მკვეთრად ზრდის გრავიტაციული ლინზირება, რაც მას აქცევს იდეალურ სამიზნედ ტიპიური ახალგაზრდა გალაქტიკების თვისებებისა და სტრუქტურის შესასწავლად.“- ამბობს კვლევის ერთ-ერთი ავტორი Nicolas Laporte (კემბრიჯის უნივერსიტეტი).

გრავიტაციული ლინზირება არის ფენომენი, რომელის დროსაც ხდება შორეული ობიექტის გამოსხივების გადახრა მასსა და ჩვენ შორის არსებული რაიმე მასიური ობიექტის, მაგალითად გალაქტიკის ან გალაქტიკური კლასტერის გრავიტაციით. სახელწოდება "გრავიტაციული ობიექტივი" გამომდინარეობს იქიდან, რომ მასიური ობიექტის გრავიტაცია ლინზის მსგავსად მოქმედებს. გრავიტაციულ ობიექტივებში ძლიერდება შორეული ობიექტების შუქი და მახინჯდება მათი ფორმები. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გრავიტაციული ლინზა არის სივრცეში მცურავი "ბუნებრივი ტელესკოპი".

ALMA არის ატაკამას უდაბნოში (ჩილე) განთავსებული რადიო ტელესკოპების სიტემა, რომელიც სწავლობს სამყაროს გამოსხივებას მილიმეტრული ტალღის სიგრძეების დიაპაზონში. ALMA-ს კლასტერების ლინზირების კვლევის (ALCS) ჯგუფი იყენებს ამ ტელესკოპს ადრეული სამყაროში არსებული გალაქტიკების მოსაძებნად, რომელთა ნათობაც გაძლიერებულია გრავიტაციული ლინზირებით. Astrophysical Journal-მა ახლახან დასაბეჭდად მიიღო ამ ჯგუფის ბოლო სტატია, სადაც მოთხრობილია, რომ მათ აღმოაჩინეს ირმის ნახტომის მეასედის ზომის მბრუნავი გალაქტიკა ეპოქაში როდესაც სამყარო ასაკი მისი ამჟამინდელი ასაკის მხოლოდ 7%-ს შეადგენდა.

რატომ არის მნიშვნელოვანი ადრეული სამყაროს ყველაზე სუსტი გალაქტიკების შესწავლა? თეორია და კომპიუტერული სიმულაციები წინასწარმეტყველებს, რომ დიდი აფეთქებიდან რამდენიმე ასეული მილიონი წლის შემდეგ ჩამოყალიბებული გალაქტიკების უმრავლესობა მცირე იყო და შესაბამისად გააჩნდათ სუსტი ნათობა. მიუხედავად იმისა, რომ უკვე აღმოჩენილია ადრეულ სამყაროს რამდენიმე გალაქტიკა, ტელესკოპების შესაძლებლობების გამო ვერ ხერხდებოდა მათზე დამატებითი ინფორმაციის მიღება. პირველი გალაქტიკების ფორმირების სრული სურათის მისაღებად საჭიროა მრავალი ახალგაზრდა გალაქტიკის შესწავლა.

ALCS ჯგუფმა განახორციელა ALMA-ს 95 საათიანი მასშტაბური პროგრამა 33 გალაქტიკური კლასტერის ცენტრალურ რეგიონებზე დასაკვირვებლად, რომლებსაც პოტენციურად შეეძლოთ გამოეწვიათ გრავიტაციული ლინზირება. ერთ-ერთი ასეთი კლასტერია RXCJ0600-2007, რომელიც მდებარეობს კურდღლის თანავარსკვლავედის მიმართულებით და აქვს მზეზე 10¹⁵-ჯერ დიდი მასა. გუნდმა აღმოაჩინა შორეული გალაქტიკა, რომელიც ჩანდა ამ ბუნებრივი ტელესკოპის მიერ შექმნილი გრავიტაციულ ობიექტივში. ALMA-მ დააფიქსირა გალაქტიკაში ნახშირბადის იონებისა და ვარსკვლავური მტვრის სინათლე და ტელესკოპ Gemini-ს მონაცემების დახმარებით დაადგინა, რომ გალაქტიკა დიდი აფეთქებიდან დაახლოებით 900 მილიონი წლის შემდეგ ჩამოყალიბდა. მონაცემების შემდგომმა ანალიზმა აჩვენა, რომ ამ წყაროს ხილული გამოსხივება 160-ჯერ არის გაძლიერებული გრავიტაციული ლინზირებით.

Hubble ტელესკოპის ფოტოზე ასახულია გალაქტიკური კლასტერი RXCJ0600-2007 და შორეული ახალგაზრდა გალაქტიკა RXCJ0600-z6 (წითლადაა აღნიშნული). გრავიტაციული ლინზირების გამო RXCJ0600-z6-ს გამოსახულება დამახინჯებულია და გაყოფილია 3 ნაწილად. გალაქტიკურ კლასტერში მასის განაწილებით შესაძლებელია გრავიტაციული ობიექტივის ეფექტის შეფასებაა და დამახინჯებული ობიექტის პირვანდელი სახის აღდგენა. Hubble კოსმოსური ტელესკოპისა და ევროპის სამხრეთ ობსერვატორიის VLT ტელესკოპის მონაცემების შედარებით თეორიულ მოდელთან, გუნდმა შეძლო შორეული გალაქტიკა RXCJ0600-z6-ის რეალური ფორმის რეკონსტრუქცია. ამ გალაქტიკის მთლიანი მასა გამოვიდა დაახლოებით 2–3 მილიარდჯერ მეტი ვიდრე მზის, რაც დაახლოებით ჩვენი გალაქტიკის ზომის მეასედია.

ასევე აღმოჩნდა, რომ RXCJ0600-z6 ბრუნავს, მაშინ როვცა ახალგაზრდა გალაქტიკებში გაზის მოძრაობა როგორც წესი ქაოტურია. მხოლოდ ახლახან იქნა აღმოჩენილი რამდენიმე მბრუნავი ახალგაზრდა გალაქტიკა, რომლებიც ეჭვქვეშ აყენებდნენ ტრადიციულ თეორიულ ჩარჩოს, მაგრამ ისინი უფრო დიდები იყვნენ ვიდრე RXCJ0600-z6.

”ჩვენს მიერ ჩატარებულმა კვლევამ პირველად აჩვენა, რომ ჩვენ შეგვიძლია გავზომოთ ადრეულ სამყაროში არსებული ასეთი სუსტი (ნაკლებად მასიური) გალაქტიკების შიდა მოძრაობები და შევადაროთ ისინი თეორიულ ვარაუდებს.” - ამბობს ALCS გუნდის ლიდერი Kotaro Kohno (ტოკიოს უნივერსიტეტი).

”ის ფაქტი, რომ RXCJ0600-z6-ს აქვს ძალიან დიდი გადიდების ფაქტორი, ზრდის მომდევნო კვლევების მოლოდინებს. შემდგომი დაკვირვებები უკვე James Webb კოსმოსური ტელესკოპით (JWST) გააგრძელდება, რომელის გაშვებაც ამ შემოდგომაზეა დაგეგმილი. ALMA-ს და JWST-ის ერთობლივი დაკვირვებით მოხდება ახალგაზრდა გალაქტიკაში გაზის და ვარსკვლავების თვისებების შესწავლა. ხოლო მომავლის ტელესკოპებს TMT და ELT უკვე შეეძლებათ ვარსკვლავების კლასტერების და შესაძლოა ცალკეული ვარსკვლავების გარჩევა ამ გალაქტიკაში. ეს არის პირველი მაგალითი როცა გრავიტაციული ლინზირებით დავინახავთ 9.5 მილიარდი სინათლის წლით დაშორებულ ვარსკვლავს და ამ კვლევას გააჩნია პოტენციალი, რომ ეს მანძილი გაიზარდოს დიდი აფეთქებიდან მილიარდ წელზე ნაკლები მანძილებისთვის."- განმარტავს Seiji Fujimoto (ნილს ბორის ინსტიტუტი).

წყარო:

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210422093839.htm