Una encuesta revela nuevos conocimientos en astronomía de radio
Una encuesta detecta nuevas líneas de absorción de 21 cm en galaxias distantes.
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Tabla de contenidos
La radioastronomía es un campo fascinante que estudia objetos celestiales a través de las ondas de radio que emiten. Una herramienta importante en esta área es la línea de 21 cm del hidrógeno neutro. Esta línea ayuda a los científicos a aprender más sobre cosas como las galaxias, sus interacciones y la historia de la formación de estrellas en el universo. En este artículo, hablaremos de los primeros resultados científicos de una encuesta que buscaba detectar líneas de absorción de 21 cm en galaxias distantes usando un potente telescopio de radio.
La Encuesta
El Telescopio Radioastronómico de Apertura Esférica de Quinientos Metros (FAST) realizó una encuesta ciega para buscar líneas de absorción de 21 cm. Esta encuesta recopiló datos durante un tiempo y área extensos en el cielo. El objetivo principal era identificar tanto líneas de absorción conocidas como nuevas, causadas por gas hidrógeno entre fuentes de radio distantes y nuestro punto de observación. Esta búsqueda implicó examinar datos recopilados de una sección específica del cielo y aplicar diferentes técnicas para filtrar y analizar los resultados.
Líneas de Absorción de 21 cm
Las líneas de absorción ocurren cuando el gas de hidrógeno absorbe parte de la luz de una fuente de fondo más brillante. Cuando la luz de la fuente de fondo pasa a través del gas, ciertas longitudes de onda se absorben, resultando en una línea oscura en el espectro. Al estudiar estas líneas de absorción, los científicos pueden obtener información sobre las propiedades del gas, como su temperatura y densidad. Esto hace que el estudio de las líneas de absorción de 21 cm sea una herramienta valiosa para entender el universo temprano y la formación de galaxias.
Encontrando Líneas de Absorción
En esta encuesta, los investigadores utilizaron varios métodos para buscar líneas de absorción de 21 cm. Analizaron casi 644 horas de datos en un área vasta que incluía miles de fuentes de radio. Debido a la interferencia de otras señales de radio, solo se utilizó un rango de frecuencia relativamente limpio para detectar las líneas de absorción. El equipo aplicó una técnica de filtrado adaptado, que ayudó a mejorar la detección de las débiles señales de absorción y separarlas del ruido.
Resultados
A través de esta encuesta, el equipo detectó con éxito tres absorbentes conocidos y dos nuevos. Los absorbentes conocidos fueron identificados previamente en estudios anteriores, mientras que los recién descubiertos se encontraron en direcciones específicas del cielo. En total, se identificaron cinco sistemas de absorción.
Absorbentes Conocidos
UGC 00613: Esta fuente ya era conocida y presentaba una línea de absorción que se redetectó durante la encuesta. Las características registradas eran consistentes con observaciones anteriores.
3C 293: Otra fuente conocida, que también mostró una línea de absorción. El análisis reveló patrones similares a los observados en estudios anteriores.
4C +27.14: Este fue el último de los absorbentes conocidos, y el equipo pudo confirmar su firma una vez más, ya que se detectó en múltiples haces del telescopio.
Nuevos Absorbentes
NVSS J231240-052547: Esta fuente representa uno de los nuevos absorbentes encontrados durante la encuesta. El equipo detectó una señal de absorción significativa que sugería una conexión con una fuente de radio de fondo en la misma línea de visión.
NVSS J053118+315412: El segundo nuevo absorbente también mostró un perfil de absorción complejo, sugiriendo interacciones interesantes entre el gas y la fuente de luz de fondo.
Entendiendo los Hallazgos
La presencia de estas líneas de absorción, particularmente las nuevas, ofrece oportunidades para una investigación más profunda. En algunos casos, las fuentes de fondo son tenues, lo que dificulta su estudio usando métodos ópticos tradicionales. Sin embargo, las señales de radio permiten a los investigadores investigar estos objetos sin la interferencia de una luz óptica abrumadora.
Características de los Absorbentes
Cada absorbente tiene propiedades únicas que se pueden examinar para aprender más sobre su entorno. Por ejemplo, el corrimiento al rojo y el ancho de las líneas de absorción pueden revelar la distancia a la fuente y la dinámica del gas involucrado. Las mediciones realizadas durante esta encuesta mostraron resultados prometedores, indicando que el telescopio FAST en el hemisferio norte podría contribuir de manera efectiva a identificar estas estructuras cósmicas significativas.
Implicaciones de los Resultados
Los hallazgos de esta encuesta tienen implicaciones significativas para nuestra comprensión del universo. Al detectar y analizar estas líneas de absorción, los científicos pueden recopilar información sobre el Medio Interestelar, la evolución de las galaxias y las condiciones del universo en diferentes momentos.
Potencial para Futuras Investigaciones
Este trabajo abre la puerta para que futuros estudios se basen en estos hallazgos. Los absorbentes identificados podrían llevar a descubrimientos que avancen aún más nuestro conocimiento sobre el universo. A medida que se recopile más datos a través de encuestas como esta, puede que se vuelva posible crear una imagen más completa de cómo se forman y evolucionan las galaxias.
Además, seguir usando telescopios de radio avanzados como el FAST permitirá una exploración más profunda del cosmos. La capacidad de detectar señales débiles es crucial para descubrir los misterios de galaxias distantes que previamente se pensaban ocultas a la vista.
Conclusión
En conclusión, la encuesta realizada con el telescopio FAST marca un paso importante en la radioastronomía. La capacidad de detectar líneas de absorción de 21 cm tanto de fuentes conocidas como recién descubiertas muestra el potencial de las observaciones de radio. Con estos hallazgos, los investigadores pueden indagar más en las interacciones complejas entre las galaxias y el gas que las rodea. A medida que la tecnología avanza y se dispone de más tiempo de observación, la comprensión de estas estructuras cósmicas seguirá creciendo, enriqueciendo nuestro conocimiento del universo.
Título: Detections of 21-cm absorption with a blind FAST survey at z $\leqslant$ 0.09
Resumen: We present the early science results from a blind search of the extragalactic HI 21-cm absorption lines at z $\leqslant$ 0.09 with the drift-scan observation of the Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST). We carried out the search using the data collected in 643.8 hours by the ongoing Commensal Radio Astronomy FasT Survey (CRAFTS), which spans a sky area of 3155 deg$^{2}$ and covers 44827 radio sources with a flux density greater than 12 mJy. Due to the radio frequency interference (RFI), only the relatively clean data in the frequency range of 1.3-1.45 GHz are used in the present work. Under the assumption of $T_{s}/c_{f}$ = 100 K, the total completeness-corrected comoving absorption path length spanned by our data and sensitive to Damped Lyman $\alpha$ Absorbers (DLAs) are $\Delta X^{inv}$ = 8.33$\times10^3$ ($\Delta z^{inv} = 7.81\times10^{3}$) for intervening absorption. For associated absorption, the corresponding values are $\Delta X^{asc}$ = 12.8 ($\Delta z^{asc} = 11.9$). Three known HI absorbers (UGC 00613, 3C 293 and 4C +27.14) and two new HI absorbers (towards NVSS J231240-052547 and NVSS J053118+315412) are detected blindly. We fit the HI profiles with multi-components Gaussian functions and calculate the redshift (0.063, 0.066), width, flux density, optical depth and HI column densities for each absorption. Our results demonstrate the power of FAST in blindly searching HI absorbers. For absorption towards NVSS J231240-052547, the optical counterparts are faint and currently lack existing spectra. The most likely interpretation is that a radio-loud active galactic nucleus (AGN) is faint in the optical as the background source, with a faint optical absorber in between. NVSS J053118+315412 exhibits an associated absorption with a complex profile, which may suggest unsettled gas structures or gas accretion onto the supermassive black hole (SMBH).
Autores: Wenkai Hu, Yougang Wang, Yichao Li, Yidong Xu, Wenxiu Yang, Guilaine Lagache, Ue-Li Pen, Zheng Zheng, Shuanghao Shu, Yinghui Zheng, Di Li, Tao-Chung Ching, Xuelei Chen
Última actualización: 2023-05-03 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2305.02007
Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.02007
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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