Лента TH Статьи о науке и технике


Спиральная галактика: первая информация, полученная от спектрографа VIRUS-W

∴ 173

the Harlan J. Smith Telescope

Новый прибор для наблюдений VIRUS-W, созданный исследователями Института внеземной физики общества Макса Планка (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics) и Университетской обсерватории в Мюнхене, начал свою работу 10 ноября 2010 года и был установлен на телескопе Харлана Дж. Смита в обсерватории Макдональда в Техасе. Его первые изображения спиральной галактики, находящейся на расстоянии 30 миллионов световых лет от Земли стали подтверждением впечатляющих возможностей прибора, который может определять траекторию движения звезд с точностью до нескольких километров в секунду.

(Изображения кликабельны)

Как спектрограф, VIRUS-W может одновременно выдавать 267 индивидуальных спектров по одному для каждого из его оптических волокон. Благодаря дисперсии света на составляющие его цвета, астрономы получили возможность изучить некоторые волновавшие их вопросы, например, распределение скоростей звезд в галактике. Для этого они использовали так называемое Доплеровское смещение — эффект, при котором свет, исходящий от звезд, движущихся по направлению к Земле или от неё, меняется на синий или красный в зависимости от длины волны. Этот эффект можно наблюдать и на Земле, например, когда гоночный автомобиль на полной скорости проезжает мимо: звук приближающейся машины громче, чем удаляющейся.

VIRUS-P on the Smith Telescope Спиральная галактика

Уникальной особенностью VIRUS-W является сочетание широкого поля зрения с относительно высоким спектральным разрешением. Даже с таким широким полем зрения астрономы могут изучать соседние галактики только в немногих направлениях, в то время как спектральное разрешение позволяет очень точно определить дисперсию скоростей этих объектов.

Дисперсияэто мера отклонения скорости космических объектов от средней скорости скопления, к которому они принадлежат, то есть изменение дисперсии показывает принадлежность звезд, галактик и других космических объектов к определенному скоплению.

Таким образом, астрономы получат полномасштабную кинематическую структуру соседних спиральных галактик, что даст им возможность узнать историю их формирования.

VIRUS-P on the Smith Telescope Спиральная галактика

VIRUS-P on the Smith Telescope Спиральная галактика

Многие галактики находятся слишком далеко и расстояние между миллиардами и миллиардами звезд слишком мало, чтобы подробно изучить каждую звезду в отдельности, даже используя современную технику. Поэтому астрономы изучают среднее движение звезд с определенной линии наблюдения.

Измеренные распределения скорости характеризуется двумя параметрами: средняя скорость показывает крупномасштабные движения вдоль оси наблюдения. Дисперсия скоростей показывает, насколько скорости отдельных звезд отличаются от этой средней скорости. Если звезды обладают более или менее одинаковой скоростью, то дисперсия небольшая, если скорости сильно разнятся, то дисперсия большая. Для спиральных галактик, в которых звезды движутся по достаточно регулярным круговым орбитам, дисперсия скоростей мала. Однако в эллиптических галактиках, где звезды движутся по нерегулярным орбитам, дисперсия большая.

С высоким спектральным разрешением нового прибора астрономы смогут исследовать небольшие дисперсии скоростей, вплоть до 20 км/с. Это было подтверждено, когда исследователи получили первые снимки соседней спиральной галактики NGC2903 сделанные с помощью VIRUS-W.

«Когда мы установили VIRUS-W 10 ноября около полуночи на 2,7 метровый телескоп, мы были невероятно обрадованы тем, что данные, полученные с помощью VIRUS-W, представляют научную ценность» — говорит Максимилиан Фабрициус (Maximilian Fabricius) исследователь из Института внеземной физики общества Макса Планка.

«В качестве первой галактики для наблюдений была выбрана спиральная галактика NGC2903, которая находится на расстоянии более 30 миллионов световых лет от Земли. Данные, которые мы собрали, выявили централизованно увеличивающуюся дисперсию скоростей примерно от 80 км/с до 120 км/с в поле зрения прибора. Это был очень волнующий момент, ставший возможным лишь благодаря замечательной совместной работе нашей команды во время ввода в эксплуатацию VIRUS-W и при большой поддержке сотрудников обсерватории».

Возможность наблюдений обеспечил проект Venga (the VIRUS-P Exploration of Nearby Galaxies) в котором VIRUS-W будет участвовать с начала 2011 года. Затем будут предоставлены подробные кинематические данные.

VIRUS-P on the Smith Telescope Спиральная галактика

Основным прибором для VENGA является — VIRUS-P, спектрограф, работающий на 2,7 метровом телескопе Харлан Дж. Смита в обсерватории Макдональда с 2007 года. Этот прибор является прототипом всех спектрографов этой серии, который был разработан для проекта HETDEX (The Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment) , которым занимаются ученые из Техасского университета в Остине. Для крупномасштабных исследований HETDEX объединит более 100 спектрографов на телескопе Хобби-Эберли в обсерватории Макдональда, чтобы создать единый мощный прибор. VIRUS-W (кстати, буква W обозначает дальнейшую миссию прибора на телескопе Вендельштайн в Мюнхенской обсерватории) будет иметь такую же базовую конструкцию, как и вся серия VIRUS.

Благодаря своему широкому спектральному диапазону, даже при гораздо более низком разрешении, VIRUS-P уже дает интересную информацию о возрасте и химическом составе звезд и межзвездной среды, а также информацию о скорости звездообразования.

Перевод: Анна Верниковская