Vesoljski teleskop Spitzer (SST) je četrti in zadnji instrument v Nasini seriji velikih opazovalnic. SST je sledil vesoljskim teleskopom Hubble (HST), Xandri Chandra in opazovalnic Compton Gamma Ray v vesolje 25. avgusta 2003. Postavljen v zemeljsko sledilno heliocentrično (sončno) orbito in je deloval v skladu z 2,5 letno listino v NASA Program Origins je SST razkril prvo javno luč maja 2004 - svetu je dal čudovit infrardeči pogled na sprednjo veliko spiralno galaksijo M51 v Canes Venatici.
Lord Rosse je prvi opisal M51 kot "spiralno meglico" leta 1845. Šele ko je Edwin Hubble razrešil blede spremenljive zvezde v drugem "M" - M31 -, so M51 in druge "spiralne meglice" dosegle raven, enako kot naša Mlečna pot - Galaxy!
Toda poimenovati stvar ne pomeni razložiti. Ena najtežjih stvari, ki bi jo bilo treba karkoli razložiti, je "Kako je bilo to, kar je?"
Pred izdajo SST-ove podobe M51 so astronomi že dobili "glavo na glavo" na redkem primerku razreda oddaljenih predmetov na nebesih - ekspanzivno območje plina in prahu, ki svetijo, še vedno brez nadzora zvezdne svetlobe - samo takšno študijo, ki bi lahko spremenila način astronomov, ki razumejo nastanek galaksij. Nasin program za poreklo je bil zelo pomemben in zdaj je bil problem, da tekača odpeljejo domov s pomočjo drugih virov podatkov ...
V prispevku z naslovom »Odkrivanje plinovite meglice velikega ~ 200kpc pri z = ~ 2,7 s vesoljskim teleskopom Spitzer« (objavljen 29. marca 2005) je astrofizik Arjun Dey iz Nacionalnega observatorija za optično astronomijo (NOAO) in kolegi iz drugih organizacij ( vključno z operacijskim centrom SST v laboratoriju za reaktivni pogon) je združila podatke iz spodnje polovice em spektra - radio do vidne svetlobe -, da bi posnela sliko zgodnjega nastajanja grozdskih skupin, povezane s tem vznemirjenim (in vznemirljivim) območjem prahu in plin, ki se nahaja približno 11,3 BLY stran v času in prostoru.
Po besedah ekipe "poročamo o odkritju zelo velike prostorsko razširjene meglice, povezane s svetlobnim sredinskim infrardečim virom." Za vas in mene to pomeni, da sta odkrila "davno in daleč maternico zgodnjega galaktičnega rojstva".
Objekt (SST24 J1434110 + 331733) je bil prvotno preslikan s pomočjo SST-jevih detektorjev MIPS in IRAC med srednjo infrardečo raziskavo pomladne konstelacije, ki se zažene konec januarja 2004. Po zmanjšanju podatkov osebja JPL je postalo jasno, da lahko SST24 ponudi nekaj izjemno pomemben vpogled v tisto skrivnostno obdobje galaktike, ki se odvija, ko se mlade galaksije vmešajo v stvari nastajanja zvezd. Toda za prodor v te stvari bi bilo treba razširiti sliko regije s pomočjo svetlobe iz celotnega spektra.
Delno je potrebo po drugih pogledih na SST24 vplivala omejena odprtina SST-ovega 0,84 metra ogledala in tiste dolge valovne dolžine, povezane z infrardečo svetlobo. V najboljšem primeru je SST razkril osrednjo tretjino nejasnosti. (Instrumenti na krovu SST so omejeni na podrobnosti ločljivosti na 6 ločnih sekund.) Tri vgrajene detektorje (IR-kamera, IRC, infrardeči spektrograf - IRS in večpojasni slikovni fotometr za Spitzer - MIPS) in analizirajo infrardečo svetlobo v sredini do daleč infrardeče valovne dolžine (3,6-160 mikrometrov).
Čeprav svetloba, opažena s tremi instrumenti SST, večinoma izvira iz "toplih" predmetov (plinov in prahu), svetlobo iz skoraj optičnih virov lahko opazimo tudi po ekspanzijskem premikanju na velike razdalje. Zanimivo je, da je eno posebno svetlo črto v isti »skoraj-optični svetlobi« prvič označil za astronomsko uporabo astrofizik Lyman Spitzer - soimenjak samega SST - eden vodilnih zagovornikov infrardeče astronomije 20. stoletja.
Skupaj s podatki iz drugih instrumentov je Dey in njegova ekipa sestavil prepričljiv primer aktivnih galaktičnih jeder (AGN) znotraj SST24. Če bi preverili tak AGN, bi pokazali, da imajo črne luknje pomembno vlogo v zgodnji evoluciji galaksije. Takšen primer lahko zelo spremeni revolucijo našega razumevanja galaksij, saj AGN bolj povzroči nastanek galaksijskih skupin in ne učinek ...
Vizualni podatki, ki jih je uporabila skupina, povezana s SST24, so bili zbrani s 4 m in 2,1 metrskim teleskopom NOAO v Kitt Peaku v Arizoni. Ti instrumenti so izboljšali ločljivost SST za faktor skoraj osemkrat. Drugi podatki, ki so na voljo v optični svetlobi, so podaljšali sliko energije SST24. Med majem in junijem 2004 so bili spektrografski podatki o SST24 (skupaj s prednji in osnovni predmeti) zbrani v natančno uglašenih in natančno usmerjenih trakovih 1 loku sekunde skozi 10-metrski instrument Keck I na Mauna Kea, Havaji.
Iz izvlečka prispevka je bilo zapisano: "Svetli srednji infrardeči vir je bil prvič odkrit v opazovanjih s pomočjo vesoljskega teleskopa Spitzer. Obstoječi širokopasovni slikovni podatki iz globinske raziskave NOAO so pokazali, da je srednji infrardeči vir povezan z difuznim, prostorsko razširjenim optičnim kolegom… Spektroskopija in nadaljnje slikanje… razkriva, da je optični vir skoraj čisto črtasto meglico z malo, če sploh, zaznavno razpršeno kontinuirano emisijo. "
Zrele galaksije običajno prikazujejo celoten spekter svetlobe, ki jo ustvarjajo sevanja črnih teles iz zvezdnih fotosfer. Takšne širokopasovne spektre običajno ojačajo ozke svetle emisijske linije, povezane z atomskim vzbujanjem. Toda v spektru SST24 prevladuje en sam ozki pas sevanja. Ta pas - čeprav je bil spremenjen približno 3,7-krat zaradi 11,3 BLY recesije - se povezuje s frekvenco Lyman Alpha, ki jo oddaja vodikov plin. Običajno se takšni Lyman-alfa oblaki obsevajo s stimulacijo iz oddaljenih kvazarjev v ozadju. Toda v primeru SST24 je lahko vključen drug mehanizem - vir črne luknje znotraj meglice.
Znanstvena ekipa je med sestavljanjem strukture SST24 določila, da se njen AGN odmakne od središča oblaka za skoraj eno desetino celotnega obsega oblaka. Čeprav ni jasno, kakšen vpliv ima ta odmik na tvorbo galaksij, je treba dejstvo vključiti v to, kako bomo v prihodnosti modelirali oblikovanje skupin galaksij.
Spektrografski premiki svetlobe Lyman alfa kažejo tudi na to, da se osrednje območje 100 KLY SST24 počasi vrti in vsebuje masovni ekvivalent približno 6 trilijonov soncev - približno 5x večji od naše lastne galaksije Mlečna pot in Whirlpool (M51). SST24 vključuje območje prostora, ki zlahka obsega celotno Mlečno pot in vseh dvanajst satelitskih galaksij.
Toda SST24 ni popolnoma brez zvezde. Ekipa poroča, da "mlada zvezda, ki tvori galaksijo, leži blizu severnega konca meglice." Ta galaksija je pordela od prahu, ima enak rdeč premik kot sevanje Lyman-alfa in širokopasovno sevanje, povezano s tvorbo zvezd. Ta galaksija ne kaže, da bi imel AGN. Zaradi tega bomo lahko kmalu izvedeli, da AGN-ji morda ne bodo igrali vloge, ki je bistvena za oblikovanje vseh galaksij.
Čeprav je radiofrekvenčni pregled SST24 težaven (zaradi težav z reševanjem pri dolgih valovnih dolžinah), ekipa opozarja, da njegovo razmerje med gostoto in infrardečo gostoto radijskih valov "kaže izjemno podobnost galaksijam zvezdnega praska ..." Zaradi tega so deli SST24 mat prehaja skozi obdobje hitrega zvezdnega razvoja, ki bi lahko hitro pripeljal do razkritja polno razgibane galaksije, bogate z svetlobnimi zvezdami vzreditelja ...
SST24 ni edini oblak Lyman-alfa, ki je bil kdajkoli odkrit, vendar je znanstvenik razvil tiste redke odkrite izredne: "Redkost teh> 100kpc oblakov limman-alfa, njihova povezanost z močnimi prevelikimi gostotami AGN in galaksije in njihova energija vse kaže na to da so te regije tvorba najbolj množičnih galaksij. Če je tako, lahko razumevanje fizičnih razmer in energije teh sistemov daje pomemben vpogled v proces množičnega oblikovanja galaksij. "
Spisal Jeff Barbour
