A Spitzer űrteleszkóp (SST) a NASA Nagy Megfigyelő Intézet sorozatának negyedik és utolsó műszere. Az SST 2003. augusztus 25-én követte a Hubble Űrtávcsövet (HST), a Chandra X-Ray és a Compton Gamma Ray csillagvizsgálókat. Az Origins Program, az SST 2004 májusában fedezte fel az első nyilvános fényt - látványos infravörös képet adott a világnak az M51 spirális galaxis arcáról a Venesici Canes-ban.
Lord Rosse először 1845-ben írta le az M51-et „spirális ködként”. Csak Edwin Hubble oldotta meg a halvány változó csillagokat egy másik „M” -ben - M31-ben -, hogy az M51 és más „spirális ködök” a saját Tejútjukkal azonos rangot kaptak. - Galaxis!
De valamit megnevezni nem azt magyarázni. Az egyik legnehezebb dolog megmagyarázni a következőt: „Hogyan alakult ki, mi az?”
Jóval az SST M51 képének megjelenése előtt a csillagászok már kaptak „heads-up” -ot a mennyekben található távoli tárgyak egy osztályának ritka példányánál - egy kiterjedt gáz- és porrégió enyhén izzó, de a csillagfény felügyelete nélkül - éppen az a fajta tanulmány, amely forradalmasíthatja azt, ahogyan a csillagászok megértik a galaxisok kialakulását. A NASA Origins Programja komoly eredményeket ért el, és most a probléma az volt, hogy a futót más adatforrások felhasználásával hazavitte ...
A „Nagy ~ 200 kPc-os gáznemű köd felfedezése z = ~ 2,7-nél a Spitzer űrteleszkóppal” című, 2005. március 29-én közzétett cikkben, Arjun Dey, az Országos Optikai Csillagászati Megfigyelő Intézet (NOAO) asztrofizikus és más szervezetek munkatársainak ( beleértve a Jet Propulsion Laboratórium SST műveleti központját is) összegyűjtötte az em spektrum alsó felének adatait - a rádiót a látható fényre -, hogy képet készítsen a korai galaxis klaszterek kialakulásáról, amely ezzel a poros izgatott (és izgalmas) régióval kapcsolatos. A földgáz körülbelül 11,3 BLY-t helyez el az időben és a térben.
A csapat szavaival: "Jelentetünk egy nagyon nagy, térszerűen kiterjedt köd felfedezését, amely egy fényes közepes infravörös forráshoz kapcsolódik." Neked és nekem ez azt jelenti, hogy felfedezték „a korai galaktikus születés régóta és távoli méhében”.
Az objektumot (SST24 J1434110 + 331733) eredetileg az SST MIPS és IRAC detektorok segítségével térképezték fel a tavaszi csillagkép Bootes közepes infravörös felmérése során, 2004. január végén. Miután a JPL személyzete csökkentette az adatok adatait, világossá vált, hogy az SST24 kínál rendkívül jelentős betekintést nyer a galaktikus rejtélyes korszakába, amikor a fiatal galaxisokat a csillagképződés dolgaiba szorítják. De ezen anyag behatolásához a régió képének kibővítéséhez lenne szükség az em-spektrum egészéből származó fény felhasználásával.
Az SST24 más nézetének szükségességét részben az SST 0,84 méteres tükrének korlátozott rekesze és az infravörös fényhez kapcsolódó hosszú hullámhosszok vezették be. A legjobb esetben az SST feltárta a kötetlenség központi harmadát. (Az SST fedélzetén lévő készülékek 6 ív-másodperces részlet felbontásra korlátozódnak.) Három fedélzeti érzékelő (infravörös tömb kamera -IRAC, infravörös spektrográf - IRS és több sávú képalkotó fotométer Spitzerhez - MIPS) képez, és elemezheti az infravörös fényt közép-távoli távolságra. - infravörös hullámhossz (3,6-160 mikrométer).
Noha a három SST műszerrel megfigyelt fény elsősorban „meleg” tárgyakból (gázok és por) származik, a közeli optikai forrásokból származó fény is látható nagy kiterjedésű vöröseltolódás után. Érdekes, hogy ugyanazon a „közel optikai fényben” egy fényes vonalat csillagászati használatra először Lyman Spitzer, az asztrofizikus - maga az SST neve - jelezte - az infravörös csillagászat egyik vezető 20. századi támogatója.
Más instrumentumok adataival együtt Dey és csapata legyőző esetet készített egy aktív galaktikus mag (AGN) számára az SST24-en belül. Egy ilyen AGN igazolása azt bizonyítja, hogy a fekete lyukak fontos szerepet játszanak a galaxis korai evolúciójában. Ez a példa valóban forradalmasíthatja a galaxisok kialakulásának megértését, ha az AGN inkább a galaxiscsoportok kialakulásának oka, nem pedig a hatása ...
Az SST24-hez kapcsolódó csoport által használt vizuális adatokat az arizonai Kitt Peak-ben lévő NOAO 4 és 2,1 méteres távcsöveivel gyűjtötték össze. Ezek az eszközök majdnem nyolcszorosára javították az SST felbontást. Az optikai megvilágításban elérhető egyéb adatok kiterjesztették az SST24 energiateljesítményének képét. 2004. május és június folyamán az SST24-re vonatkozó spektrográfiai információkat (az előtér és a háttér objektumokkal együtt) finoman hangolt és pontosan orientált 1 ív második csíkban gyűjtötték össze a 10 méteres Keck I műszerrel, a Hawaii Mauna Kea-n.
A cikk elvégzése szerint: „A fényes közép-infravörös sugárforrást először a Spitzer űrteleszkóp segítségével végzett megfigyelések során fedezték fel. A NOAO mély szélessávú felméréséből származó szélessávú képalkotó adatok rámutattak arra, hogy a közép-infravörös sugárforrás diffúz, térbeli kiterjedésű optikai párral van társítva. Spektroszkópia és további képalkotás ... felfedi, hogy az optikai forrás szinte tisztán vonalkibocsátó köd. kevés, ha van ilyen, kimutatható diffúz folytonos emisszióval. ”
Az érett galaxisok általában a teljes csillagfényekből származó fekete test sugárzása által generált fény teljes spektrumát mutatják. Az ilyen szélessávú spektrumokat általában szűk, fényes emissziós vonalak erősítik, amelyek atomi gerjesztéssel járnak. De az SST24 spektrumában egy keskeny sugárzási sáv dominál. Ez a sáv - bár körülbelül 3,7-szer vöröselt eltolódott a 11,3 BLY recesszió miatt - társul a hidrogéngáz által kibocsátott „Lyman Alpha” frekvenciához. Az ilyen Lyman-alfa-felhőket általában a távoli háttér-kvazárokról történő stimulációval sugározzák ki. De az SST24 esetében egy másik mechanizmus is érintett lehet - egy fekete lyuk forrása magában a ködben.
Az SST24 szerkezetének összeillesztésével a tudományos csapat megállapította, hogy AGN-jét a felhő teljes részének közel egytizedével eltolja a felhő közepe. Bár nem világos, hogy ez az eltolás milyen hatással van a galaxisok kialakulására, be kell vonni azt a tényt, hogy miként modellezzük a galaxiscsoportok kialakulását a jövőben.
A Lyman alfafényben levő spektroszkópos elmozdulások azt is jelzik, hogy az SST24 középső 100 KLY régiója lassan forog, és körülbelül 6 billió nap tömegének felel meg - körülbelül ötszöröse a saját Tejút és a Whirlpool (M51) galaxisok együttesének. Az SST24 egy olyan űrrégiót tartalmaz, amely könnyen magában foglalja a teljes Tejútot és mind a tizenkét műholdas galaxist.
De az SST24 nem teljesen mentes a csillagképződéstől. A csapat jelentése szerint "egy fiatal csillag, amely galaxist képez, a köd északi vége közelében fekszik." Ez a galaxis poros, és ugyanolyan vöröseltolódással rendelkezik, mint a Lyman-alfa sugárzás, plusz a csillagképződéshez kapcsolódó széles sávú sugárzás. Ez a galaxis nem jelzi az AGN-t. Emiatt hamarosan megtudhatjuk, hogy az AGN nem feltétlenül játszik szerepet az összes galaxis kialakulásában.
Noha az SST24 rádiófrekvenciás vizsgálata nehéz (a hosszú hullámhosszon fellépő felbontási problémák miatt), a csapat rámutat arra, hogy az közepes infravörös és a rádióhullám-sűrűség aránya „figyelemre méltó hasonlóságot mutat a csillagszóró galaxisokkal…”. Ezért az SST24 része A szőnyeg áthalad a gyors csillagfejlődés korszakán, amely gyorsan vezet egy világító tenyésztő csillagokkal gazdag, teljes értékű galaxis kinyilatkoztatásához…
Az SST24 nem az egyetlen Lyman-alfa-felhő, amelyet valaha is észleltek, de a felfedezett kevésnek a tudományos csapat rendkívülinek tartja: „Ezeknek a> 100 kPc-os Lyman-alfa-felhőknek ritkasága, összekapcsolódása az erőteljes AGN- és galaxis-túlterheltségekkel, és energiájuk minden hogy ezek a régiók képezik a legtömegebb galaxisok kialakulásának helyét. Ha igen, akkor e rendszerek fizikai körülményeinek és energiájának megértése fontos betekintést nyújthat a hatalmas galaxisképződés folyamatába. ”
Jeff Barbour írta
