Цивилизация
Метод линии Лайман-альфа, который астрономы используют для обнаружения галактик, удаленных от Земли на миллиарды световых лет, на самом деле позволяет найти только одну галактику из десяти, пишут европейские и американские ученые в статье, опубликованной в журнале Nature.
Линия Лайман-альфа — это первая линия в одной из спектральных серий водорода, названной в честь открывшего ее американского физика Теодора Лаймана. Линии этой серии возникают, когда атом водорода испускает квант света при переходе электрона с возбужденного энергетического уровня на первый или поглощает при переходе частицы с первого уровня на все лежащие выше. С помощью линии Лайман-альфа астрономы ищут свет звезд, удаленных от Земли на очень большие расстояния. Однако уже давно возникли подозрения, что такой метод исследований упускает много далеких галактик, которые остаются незамеченными. Мэтью Хэйзу из Женевского университета и его коллегам с помощью оборудования телескопа VLT (Very Large Telescope) Европейской южной обсерватории (ESO) впервые удалось подтвердить эти подозрения данными наблюдений.
«Астрономы всегда знали, что какую-то долю галактик исследования на основе Лайман-альфы пропускают, но теперь у нас впервые есть оценки. Количество пропущенных галактик значительно», — сказал Хэйз.
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые изучили один и тот же участок звездного неба, GOODS-South field, где находятся галактики, свет от которых идет к Земле 10 миллиардов лет. С помощью двух из четырех восьмиметровых телескопов, составляющих VLT, астрономы оценили количество галактик с помощью стандартного метода Лайман-альфы и по линии другой спектральной серии, H-альфа, открытой швейцарцем Иоганном Бальмером. Излучение, соответствующее разным линиям, отличается длиной волны.
Чтобы возникла линия H-альфа, нужно, чтобы электрон двигался между вторым и третьим уровнями. Поскольку атомы водорода с электроном на втором уровне встречаются в межзвездной среде очень редко, такой свет может почти беспрепятственно проходить через облака пыли и газа, поглощающие большую часть излучения, соответствующего линии Лайман-альфа. Поэтому, заключают авторы статьи, поиск галактик по H-альфа гораздо более результативен, чем поиск традиционным методом: из-за поглощения излучения незамеченными оставались примерно девять из десяти галактик.
«Теперь, когда мы знаем, сколько света упускали, мы можем начать работать над гораздо более точными представлениями космоса, лучше понимая, насколько быстро возникали звезды в различные периоды жизни Вселенной», — заметил соавтор статьи Мигель Мас-Хессе.
