Спектрограф WEAVE начинает изучение образования и эволюции галактик

Более 500 астрономов со всей Европы, в том числе члены каталонских университетов и исследовательских центров — UPC и ICCUB — разработали и запланировали в общей сложности пять лет эксплуатации спектрографа WEAVE, мощного прибора, недавно установленного в обсерватории Канарских островов. .

В сочетании с измерениями Гайи это позволяет изучать широкий круг случаев в звездной и галактической науке. Первые наблюдения показывают беспрецедентные аспекты столкновения галактик в центре Квинтета Стефана, в 280 миллионах световых лет от Земли.

Группа телескопов Исаака Ньютона (ING) и группа инструментов WEAVE представили наблюдения первого света с помощью спектрографа WEAVE. Это мощный многоволоконный спектрограф нового поколения на телескопе Уильяма Гершеля (WHT) в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос (Ла-Пальма, Канарские острова), который недавно был запущен и уже генерирует высококачественные данные.

Астрономы со всей Европы запланировали восемь обзоров для наблюдения с помощью WEAVE, включая исследования звездной эволюции, Млечного Пути, эволюции галактик и космологии. Вместе со спутником Gaia Европейского космического агентства WEAVE будет использоваться для получения спектров нескольких миллионов звезд в диске и гало нашей галактики и, таким образом, для археологии Млечного Пути.

Будут изучены ближайшие и далекие галактики, чтобы узнать историю их роста. Квазары будут использоваться в качестве маяков для картографирования пространственного распределения и взаимодействия газа и галактик, когда возраст Вселенной составлял всего около 20% от сегодняшнего возраста.

Наблюдения первого света: галактики квинтета Стефана

WEAVE нацелился на NGC 7318a и NGC 7318b, две галактики в центре квинтета Стефана. Его галактики, четыре из которых находятся на расстоянии 280 миллионов световых лет от Земли, сталкиваются друг с другом, создавая прекрасную лабораторию для изучения последствий столкновений галактик и их последующей эволюции.

Наблюдения за первым светом проводились с помощью так называемой оптоволоконной решетки Large Integral Field Unit (LIFU), одной из трех волоконных систем WEAVE. При использовании LIFU 547 очень компактных оптических волокон передают свет из шестиугольной области неба на спектрограф, где он анализируется и регистрируется.

LIFU компании WEAVE измерил большое количество отдельных спектров двух центральных галактик Квинтета Стефана и их окружения, изучив интенсивность цветов их света, от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Помимо другой информации, эти спектры раскрывают важные детали для изучения процессов столкновения, такие как движение и распределение звезд и газа, а также их химический состав. Из этих данных мы можем узнать, как столкновения галактик трансформируют другие галактики в группе.

Директор ING Марк Балселлс объясняет, что их цель — «установить уникальный инструмент, который позволит нам проводить передовые астрономические исследования. Было здорово получить финансовую поддержку от национальных исследовательских агентств трех стран-партнеров ING (Великобритания, Испании и Нидерландов) и вклады других стран, не входящих в ING (Франция и Италия)».

«Мы рады продемонстрировать, что часть LIFU системы WEAVE не только работает, но и дает высококачественные данные. Телескопы ING в ближайшие годы продолжат давать результаты, имеющие важное научное значение. событий для других режимов наблюдения, которые в настоящее время находятся на завершающей стадии калибровки».

WEAVE, спектрограф нового поколения

Спектрограф WEAVE использует оптические волокна для сбора света от небесных объектов и передает его на спектрограф, который разделяет свет в соответствии с его различными длинами волн. Он может работать с двумя разными спектральными разрешениями, которые используются для измерения скорости объектов в пределах прямой видимости (используя эффект Доплера) и для определения их химического состава.

Универсальность WEAVE – одна из его главных сильных сторон. В то время как режим LIFU содержит сотни волокон в компактном распределении, что необходимо для визуализации обширных областей неба, в режиме MOS можно разместить около тысячи отдельных волокон (двумя роботами) для одновременного сбора света от звезд, галактик или квазаров. В течение первых пяти лет работы должны быть получены спектры миллионов отдельных звезд и галактик, и эта цель может быть достигнута благодаря способности спектрографа одновременно наблюдать такое количество тел.

Каталонский вклад в спектрограф

В проекте участвуют ученые из Института наук о космосе Барселонского университета (ICCUB) и Политехнического университета Каталонии — BarcelonaTech (UPC). Институт космических исследований Каталонии (IEEC) принимает участие вместе с исследователями из подразделений ICCUB и UPC.

С самого начала проекта эти каталонские институты работали над определением его научных целей и выбором объектов для наблюдения — от звезд на различных стадиях эволюции до звездных скоплений — а также над отбором проб квазаров, чрезвычайно ярких и очень далекие галактики с активными ядрами.

В частности, два исследователя ICCUB-IEEC, Мария Монгио и Мерсе Ромеро-Гомес, и исследователь UPC Роберто Радди с факультета физики, который является профессором Кастельдефельской школы телекоммуникаций и аэрокосмической инженерии (EETAC), являются членами международной рабочие группы по молодым звездам, галактической археологии и белым карликам, входящие в группу ученых, ответственных за планирование наблюдений.

Тереза ​​Антоха и Игнаси Перес-Рафолс, также из ICCUB-IEEC, возглавляют исследовательские группы, отвечающие за динамику галактического диска и квазары соответственно.

Роберто Радди, комментируя вклад UPC, говорит: «Наша команда внесет свой вклад в изучение около 100 000 белых карликов, ранее наблюдаемых Gaia, и раскроет секреты последних стадий эволюции солнцеподобных звезд, включая судьбу их планетные системы и механизмы, ведущие к взрывам сверхновых в двойных системах с белыми карликами».

Мария Монгио из ICCUB-IEEC объясняет: «После многих лет подготовки мы надеемся вскоре получить первые спектры звезд на диске нашей галактики. Количество и качество миллионов спектров, которые мы ожидаем получить наблюдать позволит нам, среди прочего, проанализировать области недавнего звездообразования и измерить, как звезды движутся.Эти данные, вместе с данными, предоставленными миссией Gaia, позволят нам ответить на фундаментальные вопросы о формировании и эволюции Млечного Способ.”

Работа опубликована на arXiv сервер препринтов.

Предоставлено Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC)