Космическият телескоп Spitzer (SST) е четвъртият и последен инструмент в серията Great Observatories на НАСА. SST последва космическия телескоп Хъбъл (HST), рентгена на Чандра и Compton Gamma Ray в космоса на 25 август 2003 г. Програма за произход SST разкри първата публична светлина през май 2004 г. - като даде на света зрелищен инфрачервен изглед на лицевата върху голяма спирална галактика M51 в Canes Venatici.
Лорд Рос за първи път описва M51 като „спирална мъглявина“ през 1845 г. Едва когато Едвин Хъбъл разреши слаби променливи звезди в друг „М“ - M31 - М51 и други „спираловидни мъглявини“ постигнаха ранг, равен на нашия Млечен път - Галактика!
Но да назовеш нещо не означава да го обясняваш. Едно от най-трудните неща за обяснение на всичко е „Как стана това, което е?“
Много преди пускането на изображението на SST на M51, астрономите вече са получили „глава нагоре“ в рядък случай на клас далечни обекти в небесата - разширен регион от газ и прах, светещ слабо, но все още без надзор от звездна светлина - точно такъв вид проучване, което би могло да промени революцията в начина, по който астрономите разбират образуването на галактика. Програмата за произход на НАСА направи сериозен удар и сега проблемът беше да се насочи бегачът към дома, използвайки други източници на данни ...
В документ, озаглавен „Откриване на голяма ~ 200kpc газообразна мъглявина при z = ~ 2.7 с космическия телескоп Спицър” (публикувана на 29 март 2005 г.), астрофизикът Арджун Дей от Националната обсерватория за оптична астрономия (NOAO) и колеги от други организации ( включително оперативния център SST в лабораторията за реактивни двигатели) събра данни от цялата долна половина на радиочестотния спектър - радио към видима светлина - за да нарисува картина на ранното образуване на галактически клъстер, свързано с този възбуден (и вълнуващ) регион на прах и газ, намиращ се на около 11.3 BLY далеч във времето и пространството.
По думите на екипа, „Съобщаваме за откриването на много голяма пространствено разширена мъглявина, свързана със светещ източник на средна инфрачервена лъчи.“ За вас и за мен това означава, че са открили „отдавна и далеч утробата на ранно галактическо раждане“.
Обектът (SST24 J1434110 + 331733) първоначално е картографиран с помощта на детекторите MIPS и IRAC на SST по време на средно инфрачервено изследване на пролетното съзвездие Стартира в края на януари 2004 г. След намаляване на данните от персонала на JPL стана ясно, че SST24 може да предложи някои изключително значими погледи за онази мистериозна епоха на галактика, която се разгръща, когато младите галактики са вградени в нещата от звездното образуване. Но за да проникнете в тези неща, ще е необходимо разширяване на картината на региона, като се използва светлина от целия спектър.
Отчасти нуждата от други погледи към SST24 се обуславя от ограничената бленда на 0,44 метра огледало на SST и тези дълги дължини на вълната, свързани с инфрачервена светлина. В най-добрия случай SST разкри централната третина на мъглявината. (Инструментите на борда на SST са ограничени до детайлна резолюция на 6 дъгови секунди.) Три бордови детектора (инфрачервената камера на масива -IRAC, инфрачервения спектрограф - IRS и многолентовия фотометричен фотометър за Spitzer - MIPS) и анализират инфрачервената светлина в средата до далеч инфрачервени дължини на вълните (3,6-160 микрометра).
Въпреки че светлината, наблюдавана с помощта на трите инструмента SST, най-вече произхожда от „топли” обекти (газове и прах), светлината от близо оптични източници може да се наблюдава и след експанзионно червено изместване на огромни разстояния. Интересното е, че една конкретна ярка линия в същата тази „почти оптична светлина“ беше първоначално маркирана за астрономическа употреба от астрофизика Лиман Спицер - съименник на самия SST - един от водещите привърженици на инфрачервената астрономия от 20 век.
Съединени с данни от други инструменти, Дей и неговият екип събраха убедително дело за активно галактическо ядро (AGN) в рамките на SST24. Ако бъде проверен такъв AGN, това ще покаже, че черните дупки играят важна роля в ранната еволюция на галактиката. Такъв пример може много да промени революцията в нашето разбиране за формирането на галактики, като превръща AGN повече в причината, отколкото в ефекта - от формирането на галактически групи ...
Визуалните данни, използвани от екипа, свързан със SST24, бяха събрани с помощта на 4m и 2.1m телескопи на NOAO в Kitt Peak, Аризона. Тези инструменти подобриха разделителната способност на SST с фактор почти осем пъти. Други данни, налични в оптична светлина, разширяват картината на енергията на SST24. През май и юни на 2004 г. спектрографската информация за SST24 (заедно с преден план и фонови обекти) беше събрана в фино настроени и прецизно ориентирани 1 дъгови втори ленти през 10-метровия инструмент Keck I на Мауна Кеа, Хавай.
От резюмето на вестника „Яркият среден инфрачервен източник е открит за първи път в наблюдения, направени с помощта на космическия телескоп„ Спицер “. Съществуващите широколентови образни данни от NOAO Deep Wide-Field Survey разкриват, че средно инфрачервеният източник е свързан с дифузен, пространствено разширен оптичен аналог ... Спектроскопия и допълнително изображение ... разкрива, че оптичният източник е почти чисто линейно излъчваща мъглявина с малко, ако има такава, откриваема дифузна непрекъсната емисия. "
Обикновено зрелите галактики показват пълен спектър от светлина, генерирана от излъчване на черно тяло от звездни фотосфери. Такива широколентови спектри обикновено се подсилват от тесни, ярки емисионни линии, свързани с атомно възбуждане. Но спектърът на SST24 е доминиран от една тясна лента на излъчване. Тази лента, въпреки че е изместена около 3,7 пъти поради 11,3 BLY рецесия, се асоциира с честотата на "Lyman Alpha", излъчвана от водороден газ. Обикновено такива облаци от Лиман-алфа се облъчват чрез стимулация от далечни фонови квазари. Но в случая на SST24 може да се включи друг механизъм - източник на черна дупка в самата мъглявина.
Съчетавайки структурата на SST24, научният екип определи, че нейният AGN е изместен от центъра на облака с почти една десета от пълния обхват на облака. Въпреки че не е ясно какво влияние оказва това компенсиране върху формирането на галактики, фактът трябва да бъде включен в това как да моделираме формирането на галактически групи в бъдеще.
Спектрографските смени в алфа светлината на Лиман също показват, че централният регион от 100 KLY на SST24 бавно се върти и съдържа масов еквивалент от около 6 трилиона слънца - около 5 пъти по-голям от нашите собствени галактики Млечен път и Уиърпул (М51). SST24 включва пространство на космоса, лесно обхващащо целия Млечен път и всички дванадесет сателитни галактики.
Но SST24 не е напълно лишен от образуване на звезди. Екипът съобщава, че „млада звезда, образуваща галактика, лежи близо до северния край на мъглявината.“ Тази галактика е зачервена от прах, има същото червено изместване като излъчването на Лиман-алфа, плюс широколентова радиация, свързана с образуването на звезди. Тази галактика не дава индикации за наличието на AGN. Поради това скоро можем да научим, че AGN не може да играе важна роля за формирането на всички галактики.
Въпреки че радиочестотното изследване на SST24 е трудно (поради проблеми с разрешаването при дълги вълни), екипът изтъква, че неговото средно инфрачервено и радиовълново плътност „показва забележително сходство с галактиките на звездни изблици…“ Поради тази причина части от SST24 мат преминава през епоха на бърза звездна еволюция, която бързо може да доведе до разкриването на пълноценна галактика, богата на светещи звезди на животновъд ...
SST24 не е единственият облак на Лиман-алфа, открит някога, но тези няколко открити се смятат за необикновени от научния екип: „Рядкостта на тези> 100kpc лиман-алфа облаци, връзката им с мощни свръх плътности на AGN и галактика, и тяхната енергия предполага, че тези региони са местата за образуване на най-масивните галактики. Ако е така, разбирането на физическите условия и енергията на тези системи може да даде важни поглед върху масовия процес на формиране на галактика. "
Написано от Джеф Барбър
