Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Osaka Sangyo, con miembros de la Universidad de Tohoku, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón JAXA y otros, ha utilizado la Suprime-Cam en el Telescopio Subaru para crear el mapa más extenso de gas de hidrógeno neutro enEl universo primitivo. Esta nube aparece ampliamente extendida a lo largo de 160 millones de años luz dentro y alrededor de una estructura llamada proto-supercúmulo. Es la estructura más grande en el universo distante y existió hace unos 11.500 millones de años. Una nube de gas tan grandees extremadamente valioso para estudiar la formación de estructuras a gran escala y la evolución de las galaxias a partir del gas en el universo temprano, y merece una mayor investigación.
"Estamos sorprendidos porque la densa estructura de gas se extiende mucho más de lo esperado en el proto-supercúmulo", dijo el Dr. Mawatari. "Se necesitan observaciones de campo más amplias con filtros de banda estrecha para captar una imagen completa de esta estructura más grande en elyoung Universe. Este es exactamente el tipo de investigación sólida que se puede hacer con Hyper Suprime-Cam HSC recientemente montado en el Telescopio Subaru. Tenemos la intención de estudiar la relación gas-galaxia en varios proto-superclusters usando el HSC ".
Comprensión de la distribución de la materia en el universo
Las estrellas se ensamblan para formar galaxias, y las galaxias se agrupan para formar estructuras más grandes como cúmulos o supercúmulos. La materia en el universo actual está estructurada de manera jerárquica en escalas de ~ 100 millones de años luz. Sin embargo, no podemos observar una estructura no homogéneaen cualquier dirección o distancia sobre escalas más grandes que eso. Una cuestión importante en la astronomía moderna es aclarar cuán perfectamente se mantiene la uniformidad a gran escala y la homogeneidad en la distribución de la materia. Además, los astrónomos buscan investigar las propiedades de las semillas de gran tamaño.Estructuras de escala es decir, las fluctuaciones iniciales de la materia que existían al comienzo del universo. Por lo tanto, es importante observar grandes estructuras en varias épocas lo que se traduce en distancias. El estudio de la materia gaseosa y las galaxias es necesario parauna comprensión precisa e integral. Esto se debe a que se sabe que los supercúmulos locales son ricos en gas. Además, está claro que hay muchos recién nacidosn galaxias en cúmulos antiguos o distantes.Una comparación detallada entre las distribuciones espaciales de galaxias y gas durante las primeras épocas del universo es muy importante para comprender el proceso de formación de galaxias a partir de los grupos de gas tenues de baja emisión de luz en el universo temprano.
Para investigar las nubes de gas tempranas y tenues, los astrónomos aprovechan el hecho de que la luz de los objetos brillantes distantes se atenúa por el gas en primer plano dando un efecto como una "imagen de sombra". Dado que el hidrógeno neutro en la nube de gas absorbe yatenúa la luz de los objetos de fondo a una determinada longitud de onda, podemos ver la característica característica de absorción en el espectro del objeto de fondo. En muchas observaciones anteriores, los investigadores utilizaron cuásares que son muy brillantes y distantes como fuentes de luz de fondo.raras, las oportunidades para tales observaciones son limitadas. Esto permite a los astrónomos obtener información sobre el gas que se encuentra solo a lo largo de la línea de visión entre un único QSO y la Tierra en un área de estudio amplia. Durante mucho tiempo ha sido el objetivo de obtener "multidimensional"información de gas p. ej., resolver espacialmente las nubes de gas en lugar de la vista" unidimensional "actualmente disponible. Esto requiere un nuevo enfoque.
expandiendo la vista
Para ampliar su visión de estos objetos en el universo primitivo, el Dr. Ken Mawatari de la Universidad Osaka Sangyo y sus colegas desarrollaron recientemente un esquema para analizar la distribución espacial del gas de hidrógeno neutro utilizando datos de imágenes de galaxias de la época distante.Hay dos ventajas principales para este enfoque. Primero, en lugar de los cuásares raros, el equipo usa numerosas galaxias normales como fuentes de luz de fondo para investigar la distribución de gas en varios lugares en el área de búsqueda. Segundo, usan datos de imágenes tomados con el filtro de banda estrechaen Suprime-cam. Está ajustado para que se pueda transmitir luz con ciertas longitudes de onda, para capturar evidencia de absorción por el gas neutro de hidrógeno el efecto de imagen de sombra. Comparado con el esquema tradicional de observaciones basado en la espectroscopía de quásares,Este nuevo método permite a Mawatari y sus colaboradores obtener información de distribución de gas en áreas amplias relativamente rápido.
Los investigadores aplicaron su esquema a los datos de imágenes del Suprime-Cam del Telescopio Subaru tomados en su gran estudio previo de galaxias. Los campos investigados en este trabajo incluyen el campo SSA22, un antepasado de un supercúmulo de galaxias proto-supercúmulo, dondeLas galaxias jóvenes se forman activamente, en el universo hace 11.500 millones de años en el universo primitivo.
Nuevos mapas de distribución neutral de hidrógeno
El trabajo de los investigadores dio como resultado mapas de área muy amplia del gas de hidrógeno neutro en los tres campos estudiados. Parece que la absorción de gas de hidrógeno neutro es significativamente fuerte en todo el campo proto-supercúmulo SSA22 en comparación con aquellos en los campos normalesSXDS y GOODS-N. Está claramente confirmado que el entorno del proto-supercúmulo es rico en gas de hidrógeno neutro, que es el principal componente de las galaxias.
El trabajo del equipo también reveló que la distribución de gas en la región del proto-supercúmulo no se alinea perfectamente con la distribución de las galaxias. Si bien el proto-supercúmulo es rico tanto en galaxias como en gas, no existe una dependencia a escala local de la cantidad de gas correlacionadacon la densidad de galaxias dentro del proto-supercúmulo. Este resultado puede significar que el gas de hidrógeno neutro no solo está asociado con las galaxias individuales sino que también se extiende de manera difusa a través del espacio intergaláctico solo dentro del proto-supercúmulo.el campo SSA22 se detecta en toda el área buscada, esta estructura de gas densa en realidad se extiende más de 160 millones de años luz. En la visión tradicional de la formación de estructuras, se cree que la fluctuación de la densidad de la materia es una estructura de alta densidad más pequeña y a gran escalafue más raro en el universo temprano. El descubrimiento de que una estructura de gas que se extiende a través de más de 160 millones de años luz que es más o menos lo mismo que antessupercúmulos en escala de días enviados que ya existían en el universo hace 11.500 millones de años es un resultado sorprendente de este estudio.
Al investigar la distribución espacial del gas de hidrógeno neutro en un área muy grande, los investigadores han proporcionado una nueva ventana sobre la relación entre el gas y las galaxias en el universo joven. La enorme estructura de gas SSA22 revelada por este trabajo se considera un objeto clavepara probar la teoría estándar de la formación de estructuras y, por lo tanto, se anticipa una mayor investigación.
Esta investigación será publicada en la revista de la British Royal Astronomical Society Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society , editorial Oxford University Press en su edición de junio de 2017 de la versión impresa.
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Materiales proporcionado por Observatorio Astronómico Nacional de Japón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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