강력한 망원경과 자연의 약간의 도움이 결합된 독특한 새 장비를 통해 연구자들은 젊은 우주의 중심에 있는 은하계 보육원을 엿볼 수 있었습니다. 약 13,8억년 전 빅뱅 이후 초기 우주는 부패하는 Lyman-α 시스템(DLA)으로 알려진 중성 확산 가스의 거대한 구름으로 가득 차 있었습니다. 이 DLA는 그 안에 포함된 가스가 천천히 응축되어 별과 은하의 형성에 연료를 공급하면서 은하 보육원 역할을 했습니다. 오늘날에도 관찰할 수 있지만 쉽지 않습니다. "DLA 구름은 우주에서 은하가 어떻게 형성되는지 이해하는 데 핵심이지만 구름이 너무 확산되어 스스로 빛을 방출하지 않기 때문에 일반적으로 관찰하기가 어렵습니다."라고 과학자, 즉 North Carolina의 물리학 부교수 Rongmon Bordoloy는 말했습니다 주립 대학 및 저자 연구.
현재 천체물리학자들은 퀘이사(빛을 발산하는 초거대질량 블랙홀)를 DLA 구름을 감지하기 위한 "백라이트"로 사용합니다. 그리고 이 방법을 통해 연구자들은 DLA의 위치를 정확히 파악할 수 있지만 퀘이사의 빛은 거대한 구름을 통해 작은 꼬치 역할을 하여 전체 크기와 질량을 측정하려는 시도를 복잡하게 만듭니다.
에일 보르돌로이(Ale Bordoloy)와 UM 천문대의 수석 과학자인 존 오메라(John O'Meara). 하와이 Kamuel의 Keka는 빅뱅 직후인 약 11억 년 전에 형성된 두 개의 DLA와 그 내부의 은하를 관찰하기 위해 중력렌즈 은하와 적분장 분광법을 사용하여 이 문제를 해결하는 방법을 찾았습니다.
"중력 렌즈 은하는 길쭉하고 밝게 보이는 은하입니다."라고 Bordoloy는 말합니다. "은하가 우리를 향해 이동할 때 은하에서 오는 빛을 왜곡시키는 중력적으로 거대한 구조가 은하 앞에 있기 때문입니다. 결과적으로 우리는 대상의 확대된 버전을 보고 있습니다. 확대하여 더 나은 시각화를 제공하는 우주 망원경을 사용하는 것과 같습니다."
이것의 장점은 두 가지입니다. 첫째, 배경 물체가 하늘에 의해 길어지고 밝아서 물체의 다른 부분에서 스펙트럼 판독 값을 쉽게 캡처할 수 있습니다. 둘째, 렌즈 효과는 물체를 확장시키기 때문에 아주 작은 부분도 검사할 수 있습니다. 예를 들어, 어떤 물체가 광년 크기라면 우리는 매우 정밀하게 작은 조각을 연구할 수 있습니다.
스펙트럼 판독을 통해 천체물리학자는 확산된 기체 DLA 및 그 안에 있는 잠재적 은하와 같이 육안으로 볼 수 없는 깊은 공간의 요소를 "볼" 수 있습니다. 일반적으로 증거 수집은 길고 힘든 과정입니다. 그러나 과학자들은 Keck Cosmic Web Imager를 사용하여 적분 분광법을 수행하여 이 문제를 해결했습니다.
적분장 분광법을 통해 연구자들은 하늘에서 조준한 영역의 모든 단일 픽셀에서 스펙트럼을 얻을 수 있어 하늘에서 확장된 물체의 분광법을 매우 효율적으로 만들 수 있습니다. 길쭉하고 밝은 중력 렌즈 은하와 결합된 이 혁신을 통해 팀은 하늘을 가로질러 DLA의 확산 가스를 매우 정밀하게 매핑할 수 있었습니다. 이 방법으로 연구원들은 두 DLA의 크기뿐만 아니라 호스트 은하를 포함하고 있음을 결정할 수 있었습니다.
과학자들은 "나는 거의 내 경력 내내 이 조합을 기다려 왔다. 충분히 강력한 망원경과 도구, 그리고 하나가 아닌 두 개의 DLA를 새로운 방식으로 연구할 수 있는 약간의 행운을 주는 자연"이라고 과학자들은 말했다. "과학이 실천되는 것을 보는 것이 좋습니다."
그건 그렇고, DLA는 거대합니다. 지름이 17,4 킬로파섹 이상인 그들은 현대 은하의 크기의 13/5 이상입니다. 비교를 위해 3,26억년 전에 일반적인 은하의 직경은 1000킬로파섹 미만이었습니다. 56파섹은 723광년이고 킬로파섹은 파섹이므로 빛이 각 DLA를 통과하는 데 약 년이 걸립니다.
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