Астрономы, работающие в чилийской обсерватории ALMA, выяснили, что активный процесс звездообразования начался во Вселенной раньше, чем считалось прежде. Помимо этого, ученые обнаружили в этих галактиках старейшие частицы воды за всю историю наблюдений. Об открытии астрономы рассказали в журнале Nature, а краткое изложение опубликовал сайт Европейской южной обсерватории.
Ученые с помощью нового сверхчувствительного телескопа смогли изучить излучение старейших звездообразующих галактик. Эти галактики отличаются большим количеством вспышек сверхновых, гораздо большим, чем спиралеобразные галактики (такие, как Млечный Путь). Они находятся на очень большом расстоянии от нашей галактики, поэтому наблюдатель с Земли видит их такими, какими они были миллиарды лет назад.
Благодаря новому телескопу удалось выяснить, что эти галактики находятся значительно дальше, чем считалось ранее, поэтому наблюдаемое излучение от них гораздо старше. Новое исследование позволяет утверждать, что интенсивная работа этих галактик началась примерно 12 миллиардов лет назад, что на миллиард лет раньше, чем прежде полагали ученые. В это время возраст Вселенной составлял всего полтора-два миллиарда лет.
Кроме того, в самой дальней из изученных галактик астрофизики обнаружили следы молекул воды. Данное звездное скопление расположено настолько далеко, что с Земли его состояние можно наблюдать в то время, когда возраст Вселенной составлял всего миллиард лет. Наблюдения авторов работы стали самыми древними свидетельствами существования воды за всю историю изучения. В этой же галактике ученые обнаружили рекордно мощное и многочисленное рождение звезд в известной истории Вселенной.
Детально рассмотреть далекие галактики позволил эффект гравитационного линзирования, предсказанный общей теорией относительности. Когда галактики находятся одна за другой на прямой линии, то свет дальней (старейшей) при движении к наблюдателю «огибает» ближнюю из-за ее гравитации. Из-за этого дальняя галактика выглядит как большое кольцо вокруг ближней . Таким образом, ближняя галактика работает в качестве «линзы», искривляя, но в то же время сильно увеличивая изображение дальней.
Галактики, ставшие объектом наблюдений ALMA, уже изучали при помощи 10-метрового телескопа Национального научного фонда США на Южном полюсе. Однако, телескоп обсерватории ALMA, официально открывшейся 14 марта 2013 года, позволил получить гораздо более детальную информацию, несмотря на то, что данные были получены еще на этапе строительства, в ходе которого задействованы были только 16 из 66 антенн новой обсерватории.
ALMA расположена в чилийской пустыне Атакама на высоте пять тысяч метров над уровнем моря. Обсерватория считается крупнейшим и наиболее дорогостоящим астрономическим проектом в истории. Еще до открытия данные обсерватории позволили получить ряд научно значимых результатов. Например, астрономам удалось увидеть потоки вещества в формирующейся звездной системе и запечатлеть огненную спираль умирающей звезды.