Глубокое понимание эволюции галактик частично зависит от точного измерения обилия металлов в межгалактической среде — пространстве между звездами, но пыль может препятствовать наблюдениям в оптическом диапазоне длин волн. Международная группа астрономов из Калифорнийского университета в Ирвайне, Оксфордского университета в Англии и других институтов обнаружила доказательства наличия более тяжелых элементов в местных галактиках, которые были установлены в предыдущих исследованиях, путем анализа инфракрасных данных, собранных в ходе многолетней кампании.
Исследователи изучили пять галактик, которые тусклее в видимом диапазоне волн, но в триллионы раз светлее Солнца в инфракрасном диапазоне. Взаимодействие между этими галактиками и соседними звездными системами приводит к смещению и коллапсу газа, создавая условия для мощного звездообразования.
Чтобы определить обилие газофазных металлов в межгалактической среде, астрономы стремились получить данные о соотношениях кислорода и азота, поскольку инфракрасные эмиссии этих элементов менее затемнены галактической пылью.
Наблюдение этого процесса в инфракрасном диапазоне волн является сложной задачей для астрономов, поскольку водяной пар в атмосфере Земли блокирует излучение в этой части электромагнитного спектра, что делает недостаточными измерения даже с самого высокогорного наземного оборудования, такого как телескоп обсерватории Кека на Гавайях.
Часть данных, использованных командой, была получена с уже вышедшего из эксплуатации космического телескопа «Гершель», но он не был оснащен спектрометром, способным считывать определенную линию излучения, которая была необходима команде для исследования. Астрономы решили подняться в небо на высоту более 13 километров над уровнем моря на стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии — самолете Boeing 747 НАСА, оснащенном 2,5-метровым телескопом.
Анализируя инфракрасные выбросы, исследователи смогли сравнить металличность их целевых сверхсветящихся инфракрасных галактик с менее пыльными галактиками с аналогичной массой и скоростью звездообразования. Эти новые данные показывают, что ультрасветящиеся инфракрасные галактики соответствуют фундаментальному соотношению металличности, определяемому звездной массой, обилием металлов и скоростью звездообразования.
Новые данные также показывают, что недостаток металлов, полученных из оптических эмиссионных линий, вероятно, вызван «сильным затемнением пыли, связанным со вспышкой звезд», поясняют учёные.
Обсуждение