Почему в глубоком космосе так много галактик, сдвинутых в синий цвет?

НАСА выпустило это изображение глубокого космоса. Путь света смещается визави расширения Вселенной предполагается для работы, делая дальние галактики появляются в основном красным смещением. Но изображение НАСА показывает некоторый равномерный баланс между синим и красным смещением. Это почему?

Вы не можете измерить красное смещение галактики, посмотрев на изображение в ложном цвете. Изображения, полученные через разные фильтры, накладываются друг на друга и окрашиваются в соответствии с требованиями. Вы можете сказать, что синие галактики действительно более голубые, чем красные галактики, но нет абсолютной шкалы, по которой можно судить о красном смещении на глаз.

Во-вторых, на веб-странице NASA нет подробностей, но камеры ACS и WFC3 обладают возможностями, близкими к инфракрасному. Таким образом, я думаю, что это изображение представляет собой визуальное изображение в ложном цвете с информацией, которая значительно расширяется от того, что может воспринимать глаз. Так что даже вещи, которые выглядят голубыми, могут иметь спектр, который достигает максимума на более красных длинах волн, в то время как все, что выглядит красным, на самом деле может быть инфракрасным!

Однако помимо этого, чтобы судить о том, каким будет красное смещение галактики, вам нужно знать, как галактика выглядит с нулевым красным смещением. То есть свет, излучаемый ультрафиолетом, может быть смещен в видимую часть спектра. Вполне возможно, что визуальный цвет красной смещенной галактики не сильно изменился бы, если бы галактика излучала много ультрафиолетового света в своей системе отсчета или в равной степени, если бы она излучала много очень красного света, который затем был смещен красным светом из телескопа. диапазон чувствительности.

Наконец, может быть какая-то настоящая астрофизика. Многие далекие галактики более голубые, чем близлежащие галактики, потому что они подвергаются интенсивному звездообразованию. Массивные области звездообразования излучают обильный ультрафиолетовый свет, который смещается в оптическое излучение.

Наконец-то наконец-то! Многие из галактик на картинке будут совсем близко и не будут сильно смещены в красную область.

Здесь есть два фактора.

Сначала для создания такого изображения используются несколько оптических фильтров, а затем они объединяются для получения изображения. Таким образом, цвета, которые вы видите, не являются «истинными» цветами (их не может быть, свет, который вы видите, слишком слабый для человеческого глаза), а выбираются так, чтобы выделить детали на изображении. Голубая галактика на изображении может и не быть голубой.

Во-вторых, красное смещение означает, что весь свет смещен. Если галактика излучает широкий спектр света, ультрафиолет смещается к видимому, а красный смещается к инфракрасному, видимый цвет не сильно меняется. Таким образом, видимый цвет, красный или синий, не говорит вам о красном смещении каждой галактики.

Чтобы измерить красное смещение, вам нужен детальный спектр. Спектр будет включать спектральные линии, которые имеют известные частоты. Отмечая смещение этих линий, измеряется красное смещение.

Различные цвета, которые вы видите здесь, вероятно, являются следствием типа звезд в каждой галактике. Галактики с более молодыми звездами кажутся более голубыми, и это, вероятно, подчеркнуто на изображении (но помните, что это не «настоящий цвет»)

Это не вопрос окраски изображения, потому что существует проблема с эволюцией галактик, называемой « избыток слабых голубых галактик FBG », которая не имеет удовлетворительного объяснения. Есть важные ссылки, не упомянутые в статье WP.

Одностраничное объяснение проблемы (избыток синих галактик и нерегулярности при z> 2) и текущего положения дел можно прочитать в GUAIX - Проблема слабых синих галактик

от эволюции Галактики структуры над космическим временем Кристофер Дж Конселиче (2014)

В дополнение к слабому голубому избытку было ясно, что был также специфический избыток, часто для самых слабых галактик. Более глубокий анализ показал, что при использовании оптических структур покоя в галактиках последовательность Хаббла почти полностью отсутствовала в z> 2, и только при z ∼ 1,5 спирали и эллиптики стали такими же распространенными, как пекулярные галактики

от FAINT BLUE GALAXIES, Ричард С. Эллис, 1997

для быстрого снижения усредненной по объему скорости звездообразования полевых галактик с момента красного смещения z ≈ 1. Вместе с малыми угловыми размерами и умеренным средним красным смещением самых слабых обнаруживаемых источников эти результаты можно понять в иерархических моделях, где объем звездообразования происходило при красных смещениях между z ≈ 1−2. Физические процессы, ответственные за последующее исчезновение популяции слабой голубой галактики, остаются неясными. Появилось несколько загадочных особенностей, которые в совокупности называют проблемой слабой голубой галактики (Kron 1978). В своем простейшем проявлении видимый избыток слабых голубых галактик виден в подсчетах источников над числом, ожидаемым на основе свойств локальной галактики. Более конкретная версия проблемы, которая привлекла большое внимание, последовала за результатами первых исследований слабых красных смещений (Broadhurst et al 1988, Colless et al 1990). Данные по количеству красных смещений, полученные в результате этих исследований, не решили проблему чисел, выявив диапазон красных смещений (при низком или высоком красном смещении), где эта дополнительная совокупность могла бы быть логически размещена. Затем были предложены относительно сложные эволюционные гипотезы, чтобы согласовать эти результаты, включая эволюцию, зависящую от светимости, слияние галактик и существование новой популяции источника, имеющего скромное красное смещение, но, что таинственно, отсутствует локально Данные по количеству красных смещений, полученные в результате этих исследований, не решили проблему чисел, выявив диапазон красных смещений (при низком или высоком красном смещении), где эта дополнительная совокупность могла бы быть логически размещена. Затем были предложены относительно сложные эволюционные гипотезы, чтобы согласовать эти результаты, включая эволюцию, зависящую от светимости, слияние галактик и существование новой популяции источника, имеющего скромное красное смещение, но, что таинственно, отсутствует локально Данные по количеству красных смещений, полученные в результате этих исследований, не решили проблему чисел, выявив диапазон красных смещений (при низком или высоком красном смещении), где эта дополнительная совокупность могла бы быть логически размещена. Затем были предложены относительно сложные эволюционные гипотезы, чтобы согласовать эти результаты, включая эволюцию, зависящую от светимости, слияние галактик и существование новой популяции источника, имеющего скромное красное смещение, но, что таинственно, отсутствует локально

Я использовал поиск изображений, чтобы найти версию с более подробной информацией (Google Image Search отлично подходит для такого рода вещей) о том, как это было сделано, каналы RGB в маге были взяты с фильтрами IR, Visual и Blue соответственно.

Основное скопление галактик в нем, Авель 2744 , имеет только красное смещение 0,3; так что цвета не так далеки от того, что мы могли видеть визуально (с гораздо лучшими глазами).

Кроме того, просто глядя на картинку, вы не сможете определить разницу между галактикой, которая находится относительно близко, но тускло или намного дальше, но ярче. Однако я подозреваю, что большинство крошечных голубых галактик являются меньшими членами Авеля 2744, не очень удаленными объектами, которые потребуют большого синего смещения, чтобы отменить красное смещение от бывшего.