Галактика из «подростковой» вселенной впервые раскрывает свою водную карту

Галактика J1135 расположена на расстоянии 12 миллиардов световых лет от нас и выглядит так, как она была менее чем через 2 миллиарда лет после Большого взрыва.

Впервые ученым удалось разработать карту распределения воды в галактике, существовавшей, когда Вселенная возрастом 13,8 миллиардов лет была еще космическим подростком.

Галактика, получившая обозначение J1135, расположена примерно в 12 миллиардах световых лет от Земли и поэтому выглядит такой, какой она была менее чем через 2 миллиарда лет после Большого взрыва.

Карта воды J1135, созданная в рамках исследования Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), проведенного командой Галактической наблюдательной и теоретической астрофизики (GOThA), также имеет беспрецедентное разрешение, которое может раскрыть невиданную ранее динамику галактик ранней Вселенной. .

Хотя вода является важным компонентом жизни, ее присутствие во Вселенной имеет цель, выходящую за рамки поиска пригодных для жизни регионов. Ученые могут использовать распределение воды по галактике, чтобы рассказать космическую историю определенных процессов, происходящих внутри. Это связано с тем, что, когда вода меняет свое состояние со льда на пар, это указывает на области повышенной энергии, где рождаются звезды или даже черные дыры. Короче говоря, это означает, что обнаружение водяного пара в определенном регионе галактики указывает на то, что там происходит что-то очень важное.

«Вода может быть найдена не только на Земле, но и где угодно в космосе, в разных штатах», — заявила в своем заявлении Франческа Перротта, ведущий автор исследования и исследователь SISSA. «Например, в виде льда воду можно найти в так называемых молекулярных облаках, плотных областях пыли и газа, в которых рождаются звезды».

«Вода действует как плащ, — продолжил Перротта, — покрывая поверхность межзвездных пылевых частиц, которые образуют строительные блоки этих молекулярных облаков и основные катализаторы образования молекул в космосе». -горячая атмосфера экзопланеты

Перротта также объяснил, что бывают случаи, когда что-то нарушает неподвижность и холод этих молекулярных облаков, например, рождение звезды, выделяющей тепло, или черная дыра, начинающая питаться окружающим веществом, которое, в свою очередь, излучает энергию.

Излучение этих разрушительных источников нагревает замороженную воду, заставляя ее переходить прямо в газообразную форму, то есть водяной пар, во время процесса, называемого сублимацией. Затем, когда этот водяной пар охлаждается, он излучает инфракрасный свет, который астрономы могут наблюдать.

«Затем астрофизики смогут наблюдать за выбросами водяного пара, чтобы составить карту областей галактики, где производится энергия, что даст нам беспрецедентное представление о том, как формируются галактики», — сказал Перротта.

Эти данные о выбросах также можно объединить с картированием определенных молекул, таких как углекислый газ, чтобы еще больше узнать о том, как галактики собираются вместе с течением времени.

Но наблюдение ранних галактик, таких как J1135, было бы невозможно без небольшой помощи со стороны явления, впервые предсказанного в теории общей относительности Альберта Эйнштейна, под названием «гравитационное линзирование».

Общая теория относительности Эйнштейна 1915 года в основном предсказывает, что объекты с массой искажают саму ткань пространства и времени, предполагая, что время осязаемо в более высоких измерениях. Это похоже на двумерную аналогию сферических грузов, помещенных на натянутый резиновый лист, вызывающих вмятины на ткани. Точно так же, как гири с большей массой вызывают более сильное искривление листа, космические объекты большей массы вызывают более сильное искривление пространства-времени. За исключением того, что на самом деле искривление пространства-времени происходит в 4D из-за бита времени.

Эта кривизна порождает не только то, что мы называем гравитацией, но и действительно интересное явление, связанное со светом.

Когда свет от фонового источника — скажем, древней звезды — проходит по кривизне пространства-времени, созданной массивной галактикой между этим фоновым источником и Землей, кривая пути света мимо промежуточного объекта зависит от того, насколько близко он подходит к варпу. В конечном итоге это означает, что свет от одного и того же объекта может достигать наших телескопов в разное время.