Более 500 астрономов со всей Европы, включая сотрудников каталонских университетов и исследовательских центров - UPC и ICCUB - разработали и спланировали в общей сложности пятилетнюю работу спектрографа WEAVE, мощного инструмента, недавно установленного в обсерватории на Канарских островах.
В сочетании с измерениями Gaia он позволяет изучать широкий круг вопросов в области науки о звездах и галактиках. Первые наблюдения показывают беспрецедентные аспекты столкновения галактик в центре Квинтета Стефана, в 280 миллионах световых лет от Земли.
Группа телескопов имени Исаака Ньютона (ING) и команда разработчиков прибора WEAVE представили результаты первых наблюдений со спектрографом WEAVE. Это мощный многоволоконный спектрограф нового поколения в телескопе имени Уильяма Гершеля (WHT) в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос (Ла-Пальма, Канарские острова), который был недавно запущен и уже генерирует высококачественные данные.
Астрономы со всей Европы запланировали восемь обзоров для наблюдений на 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.
Близкие и далекие галактики будут изучаться для того, чтобы узнать историю их роста. Квазары будут использоваться в качестве маяков для составления карты пространственного распределения и взаимодействия газа и галактик, когда возраст Вселенной составлял лишь около 20% от сегодняшнего.
Наблюдения первого света: Квинтет галактик Стефана
Целью WEAVE стали NGC 7318a и NGC 7318b, две галактики в центре Квинтета Стефана. Четыре галактики, расположенные на расстоянии 280 миллионов световых лет от Земли, сталкиваются друг с другом, представляя собой отличную лабораторию для изучения последствий столкновений галактик и их последующей эволюции.
Наблюдения первого света были проведены с помощью так называемого большого интегрального полевого блока (LIFU) - одной из трех волоконных систем WEAVE. При использовании LIFU 547 очень компактных оптических волокон передают свет от шестиугольной области неба к спектрографу, где он анализируется и записывается.
LIFU WEAVE измерил большое количество индивидуальных спектров двух центральных галактик Квинтета Стефана и их окрестностей, изучая интенсивность цветов их света, от ультрафиолетового до ближнего инфракрасного. Помимо прочей 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 преобразуют другие галактики в группе.
Директор ING Марк Балселс объясняет, что их цель - "установить уникальный инструмент, который позволит нам проводить передовые астрономические исследования. Было фантастическим получить финансовую поддержку от национальных исследовательских агентств трех стран-партнеров ING (Великобритании, Испании и Нидерландов) и взносы от других стран, не входящих в ING (Франции и Италии)".
"Мы рады продемонстрировать, что LIFU-часть WEAVE не только работает, но и производит высококачественные данные. В ближайшие годы телескопы ING будут продолжать получать результаты, имеющие большое научное значение. Мы с нетерпением ожидаем скорого объявления о первом свете для других режимов наблюдений, которые в настоящее время находятся на стадии окончательной 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 различными длинами волн. Он может работать с двумя различными спектральными разрешениями, которые используются для измерения скоростей объектов в пределах прямой видимости (используя эффект Доплера) и для определения их химического состава.
Универсальность WEAVE является одним из его главных достоинств. В то время как режим LIFU содержит сотни волокон в компактном распределении, что необходимо для получения изображений протяженных участков неба, в режиме MOS может быть размещено 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 - цель, которая может быть достигнута благодаря способности спектрографа наблюдать так много тел одновременно.
Вклад Каталонии в создание спектрографа
В проекте участвуют ученые из Института космических наук Университета Барселоны (ICCUB) и Политехнического университета Каталонии-Барселоны (UPC). Институт космических исследований Каталонии (IEEC) принимает участие вместе с исследователями из подразделений ICCUB и UPC.
С самого начала проекта эти каталонские учреждения работали над определением его научных целей и выбором объектов для наблюдения - от звезд на различных стадиях эволюции до звездных скоплений - а также над отбором квазаров, чрезвычайно ярких и очень удаленных галактик с активными ядрами.
В частности, два научных сотрудника ICCUB-IEEC, Мария Монгуйо и Мерсе Ромеро-Гомес, и научный сотрудник UPC Роберто Радди с кафедры физики, который является профессором Школы телекоммуникаций и аэрокосмической техники Кастельдефельса (EETAC), являются членами международных рабочих групп по молодым звездам, галактической археологии и белым карликам, которые составляют команду ученых, ответственных за планирование наблюдений.
Тереза Антоха и Игнаси Перес-Рафолс, также из ICCUB-IEEC, возглавляют исследовательские группы по динамике галактических дисков и квазарам, соответственно.
Роберто Радди, комментируя вклад UPC, говорит: "Наша команда внесет вклад в изучение около 100 000 белых карликов, ранее наблюдавшихся Gaia, и откроет секреты последних стадий эволюции звезд, подобных Солнцу, включая судьбу их планетарных систем, и механизмы, приводящие к взрывам сверхновых в бинарных системах с белыми карликами".
Мария Монгуйо из ICCUB-IEEC объясняет: "После многолетней подготовки мы надеемся, что вскоре сможем получить первые спектры звезд в диске нашей галактики. Количество и качество миллионов спектров, которые мы рассчитываем наблюдать, позволит нам, в частности, проанализировать регионы недавнего звездообразования и измерить, как движутся звезды. Эти данные, вместе с данными, предоставленными миссией Gaia, позволят нам ответить на фундаментальные вопросы о формировании и эволюции Млечного Пути".
