Чому в глибокому космосі так багато, здавалося б, синьозсувних галактик

NASA випустила це зображення з глибокого космосу. Шлях світла зміщується візаві розширення Всесвіту передбачається для роботи, роблячи далекі галактики з'являються в основному червоним зміщенням. Але зображення NASA демонструє дещо рівномірний баланс між синім та червоним зрушенням. Чому так?

Ви не можете оцінити червоний зсув галактики, дивлячись на помилкове кольорове зображення. Зображення, зроблені через різні фільтри, укладаються та розфарбовуються відповідно. Можна сказати, що блакитні галактики справді синіші, ніж червоні галактики, але не існує абсолютної шкали, за якою судити про красну зміну на очі.

По-друге, на веб-сторінці NASA немає деталей, але камери ACS і WFC3 мають майже інфрачервоні можливості. Тож я б подумав, що це зображення є візуальним помилковим кольором зображення інформації, яке добре розширюється до того, що може сприймати око. Тож навіть речі, які виглядають синіми, можуть мати спектр, який досягає більшої довжини хвилі, тоді як все, що виглядає червоним, насправді може бути інфрачервоним!

Однак, поза цим, щоб судити про те, яким буде червоний зміна вигляду галактики, вам потрібно знати, як виглядала галактика з нульовим червоним зміщенням. Тобто, світло, яке випромінюється ультрафіолетом, може бути перенесеним у видиму частину спектру. Цілком можливо, що візуальний колір червонозміненої галактики взагалі не сильно зміниться, якби галактика випромінювала багато ультрафіолетового світла у своїй системі відліку або однаковою мірою, якби вона випромінювала багато дуже червоного світла, яке потім було зміщене з телескопа діапазон чутливості.

Нарешті, може відбутися справжня астрофізика. Багато віддалених галактик синіші за довколишні галактики, оскільки вони зазнають інтенсивного утворення зірок. Масивні зорі, що утворюють зірку, випромінюють багато УФ-світла, яке перекидається в оптичний.

Нарешті, нарешті! Багато галактик на малюнку будуть досить близькими і не будуть сильно зміненими.

Тут є два фактори.

Спочатку для побудови подібного зображення використовується кілька оптичних фільтрів, а потім вони об'єднуються для отримання зображення. Отже, кольори, які ви бачите, не є "справжніми" кольорами (вони не могли бути, світло, яке ви бачите, занадто слабке для людського ока), але вибрані для того, щоб вивести деталі на зображенні. Галактика, синя на зображенні, може насправді не бути синьою.

По-друге, червоний зсув означає, що все світло зміщується. Якщо галактика випромінює широкий спектр світла, ультрафіолет зміщується на видиме, як червоний зміщується до інфрачервоного, видимий колір не сильно змінюється. Отже, видимий колір, червоний або синій не говорить вам про зміну червоної галактики.

Для вимірювання червоного зсуву потрібен детальний спектр. Спектр буде включати спектральні лінії, які мають відомі частоти. Зазначаючи зсув цих ліній, вимірюється червоне зміщення.

Різні кольори, які ви бачите тут, ймовірно, є наслідком типу зірок у кожній галактиці. Галактики з більш молодими зірками виглядають синішими, і це, мабуть, підкреслено на зображенні (але пам'ятайте, що це не "справжній колір")

Це не питання фарбування зображень, оскільки існує проблема еволюції галактик, що називається " надлишок FBG - слабкий блакитний галактик ", що не має задовільного пояснення. Є важливі посилання, які не згадуються у статті WP.

Пояснення проблеми на одній сторінці (надлишок блакитних галактик та нерегулярних значень при z> 2) та поточний стан речей можна прочитати в GUAIX-Проблема слабких блакитних галактик

від еволюції структури галактик протягом космічного часу Крістофер Дж. Конселісе (2014)

Окрім слабкого синього надлишку, було зрозуміло, що існує також своєрідний надлишок, найчастіше для найменших галактик. z> 2, і лише при z ∼ 1.5 спіралі та еліптики стали такими ж поширеними, як і своєрідні галактики

від ТОПЛИХ СВІТИХ ГАЛАКСІЙ, Річард С. Елліс, 1997

для швидкого зниження швидкості утворення усереднених зірок у польових галактиках після червоного зміщення z ≈ 1. Разом з невеликими кутовими розмірами та скромним середнім червоним зміщенням найменших джерел, що виявляються, ці результати можна зрозуміти в ієрархічних моделях, де основна маса утворення зірки відбувалося на червоних змінах між z ≈ 1−2. Фізичні процеси, що зумовлюють подальше знищення слабкої популяції блакитних галактик, залишаються незрозумілими. З'явилися кілька загадкових особливостей, які в сукупності називали слабкою проблемою блакитних галактик (Крон, 1978). У його найпростішому прояві очевидне перевищення слабких блакитних галактик в джерелах рахується над числом, очікуваним на основі властивостей локальних галактик. Більш конкретна версія проблеми, яка привернула багато уваги, слідувала за результатами перших слабких опитувань червоного зміщення (Broadhurst et al. 1988, Colless et al. 1990). Дані підрахунку червоного зміщення в цих опитуваннях не вирішили проблему числення, виявивши діапазон червоного зміщення (або на низькому, або на високому червоному зміщенні), де ця додаткова сукупність може бути логічно розміщена. Потім були запропоновані відносно складні еволюційні гіпотези для узгодження цих результатів, включаючи еволюцію, залежну від освітленості, злиття галактики та існування нової популяції джерела, яка присутня на скромному червоному зміні, але, загадково, відсутні на місцевому рівні Дані підрахунку червоного зміщення в цих опитуваннях не вирішили проблему числення, виявивши діапазон червоного зміщення (або на низькому, або на високому червоному зміщенні), де ця додаткова сукупність може бути логічно розміщена. Потім були запропоновані відносно складні еволюційні гіпотези для узгодження цих результатів, включаючи еволюцію, залежну від освітленості, злиття галактики та існування нової популяції джерела, яка присутня на скромному червоному зміні, але, загадково, відсутні на місцевому рівні Дані підрахунку червоного зміщення в цих опитуваннях не вирішили проблему числення, виявивши діапазон червоного зміщення (або на низькому, або на високому червоному зміщенні), де ця додаткова сукупність може бути логічно розміщена. Потім були запропоновані відносно складні еволюційні гіпотези для узгодження цих результатів, включаючи еволюцію, залежну від освітленості, злиття галактики та існування нової популяції джерела, яка присутня на скромному червоному зміні, але, загадково, відсутні на місцевому рівні

Я використовував пошук зображень, щоб знайти версію з більш детальною інформацією (пошук зображень Google відмінно підходить для подібних рішень) про те, як це було зроблено, RGB-канали в мазі були зроблені з ІЧ, Visual та Blue фільтрами відповідно.

Головний кластер галактики в ньому, Авель 2744 , знаходиться лише при червоному зсуві 0,3; тож кольори не так далеко від того, що ми могли візуально бачити (значно кращими очима).

Крім того, просто перегляд картини не дає ніякого способу визначити різницю між галактикою, яка є відносно близькою, але тьмяною або набагато далі, але яскравою. Однак я підозрюю, що більшість крихітних блакитних галактик є меншими членами Abel 2744 не надзвичайно віддалених об'єктів, яким знадобиться великий синій зсув, щоб скасувати червоний зсув з колишнього.