Teleskop Angkasa Spitzer (SST) adalah instrumen keempat dan terakhir dalam siri Great Observatories NASA. SST mengikuti Teleskop Angkasa Hubble (HST), Chandra X-Ray, dan Compton Gamma Ray Observatori ke angkasa pada 25 Ogos 2003. Diletakkan di orbit heliosentrik (suria) yang mengekori Bumi, dan bekerja di bawah piagam tahun 2.5 plus di NASA Program Origins, SST mendedahkan cahaya umum pertama pada bulan Mei 2004 - memberi dunia pandangan inframerah spektakuler dari galaksi M51 spiral besar di Canes Venatici.
Lord Rosse pertama kali menggambarkan M51 sebagai "nebula spiral" pada tahun 1845. Tidak sampai Edwin Hubble menyelesaikan bintang berubah-ubah samar dalam "M" - M31 - M51 dan "nebula spiral" yang lain mencapai kedudukan yang sama dengan Bima Sakti kita sendiri - Galaxy!
Tetapi untuk menamakan sesuatu bukanlah menjelaskannya. Salah satu perkara paling sukar untuk dijelaskan mengenai apa sahaja adalah "Bagaimana ia dapat menjadi apa adanya?"
Sebelum pelancaran gambar S51 dari MST, para astronom telah diberi "pendahuluan" pada sekelompok benda-benda yang jauh di langit yang jarang terjadi - wilayah gas dan debu yang meluas yang samar-samar namun tidak dijaga oleh cahaya bintang - hanya jenis kajian yang dapat merevolusikan cara para astronom memahami pembentukan galaksi. Program Asal NASA telah membuat hit besar dan sekarang masalahnya adalah untuk memajukan pelari ke rumah menggunakan sumber data lain…
Dalam makalah berjudul "Penemuan Besar ~ 200kpc Nebula gas pada z = ~ 2.7 dengan Teleskop Angkasa Spitzer" (diterbitkan 29 Mac 2005), astrofisikawan Arjun Dey dari National Observatory Astronomy Observatory (NOAO) dan rakan-rakan dari organisasi lain ( termasuk pusat operasi SST di Jet Propulsion Laboratory) mengumpulkan data dari seberang bahagian bawah spektrum em - radio ke cahaya yang dapat dilihat - untuk melukis gambaran pembentukan gugusan galaksi awal yang berkaitan dengan kawasan debu yang teruja (dan menarik) ini dan gas terletak kira-kira 11.3 jarak BLY dalam masa dan ruang.
Dalam kata-kata pasukan, "Kami melaporkan penemuan nebula spasial yang sangat besar yang dikaitkan dengan sumber inframerah pertengahan yang bercahaya." Bagi anda dan saya itu bererti mereka telah menemukan "rahim kelahiran galaksi awal yang sangat lama".
Objek tersebut (SST24 J1434110 + 331733) pada awalnya dipetakan menggunakan alat pengesan MIPS dan IRAC SST semasa tinjauan pertengahan inframerah pada buruj buruj musim bunga pada akhir Januari 2004. Setelah pengurangan data oleh kakitangan JPL, menjadi jelas bahawa SST24 dapat menawarkan beberapa pandangan yang sangat ketara mengenai era galaksi misteri yang terungkap ketika galaksi-galaksi muda terpahat dalam pembentukan bintang. Tetapi untuk menembusi barang-barang ini memerlukan pengembangan gambar wilayah menggunakan cahaya dari seberang spektrum em.
Sebahagiannya keperluan untuk melihat lain pada SST24 didorong oleh bukaan cermin SST 0.84 meter yang terhad dan panjang gelombang panjang yang berkaitan dengan cahaya inframerah. Paling baik, SST mendedahkan bahagian ketiga nebulositi. (Instrumen di atas SST terhad kepada resolusi terperinci 6 saat arc.) Tiga alat pengesan onboard (Infrared Array Camera -IRAC, Infrared Spectrograph - IRS, dan Multiband Imaging Photometer for Spitzer - MIPS) gambar dan menganalisis cahaya inframerah pada pertengahan hingga jauh panjang gelombang inframerah (3.6-160 mikrometer).
Walaupun cahaya yang diamati menggunakan ketiga instrumen SST kebanyakannya berasal dari objek "hangat" (gas dan debu), cahaya dari sumber optik dekat juga dapat dilihat setelah pergeseran merah yang meluas pada jarak yang jauh. Menariknya, satu garis terang dalam "cahaya optik dekat" yang sama pertama kali ditandakan untuk penggunaan astronomi oleh ahli astrofizik Lyman Spitzer - nama khas SST itu sendiri - salah satu penyokong astronomi inframerah inframerah abad ke-20.
Bergabung dengan data dari instrumen lain, Dey dan pasukannya mengumpulkan kes menarik untuk inti galaksi aktif (AGN) dalam SST24. Sekiranya disahkan, AGN akan menunjukkan bahawa lubang hitam memainkan peranan penting dalam evolusi galaksi awal. Contoh seperti ini dapat merevolusikan pemahaman kita tentang pembentukan galaksi dengan menjadikan AGN lebih banyak penyebab - dan bukannya kesan - pembentukan kumpulan galaksi ...
Data visual yang digunakan oleh pasukan yang berkaitan dengan SST24 dikumpulkan menggunakan teleskop 4m dan 2.1m dari NOAO di Kitt Peak, Arizona. Instrumen ini meningkatkan resolusi SST dengan faktor hampir lapan kali. Data lain yang terdapat dalam cahaya optik memperluas gambaran output tenaga SST24. Pada bulan Mei dan Jun 2004, maklumat spektrografi pada SST24 (bersama objek latar depan dan latar belakang) dikumpulkan dalam jalur kedua 1 busur yang disesuaikan dan tepat melalui instrumen Keck I sepanjang 10 meter di Mauna Kea, Hawaii.
Dari abstrak makalah, "Sumber inframerah pertengahan yang terang pertama kali dikesan dalam pemerhatian yang dibuat menggunakan Spitzer Space Telescope. Data pengimejan jalur lebar yang ada dari Tinjauan Deep Wide-Field NOAO mendedahkan sumber inframerah pertengahan dikaitkan dengan rakan optik yang difus, diperluas secara spasial ... Spektroskopi dan pengimejan selanjutnya ... mendedahkan bahawa sumber optik adalah nebula pemancar garis hampir murni dengan sedikit, jika ada, pelepasan kontinum yang dapat dikesan. ”
Biasanya, galaksi matang memaparkan spektrum cahaya yang dihasilkan oleh radiasi badan hitam dari sfera foto bintang. Spektrum jalur lebar seperti itu biasanya diperkuat oleh garis pelepasan sempit dan terang yang berkaitan dengan pengujaan atom. Tetapi spektrum SST24 dikuasai oleh satu jalur radiasi sempit. Jalur itu - walaupun berubah kira-kira 3.7 kali kerana kemelesetan 11.3 BLY - bersekutu dengan frekuensi "Lyman Alpha" yang dipancarkan oleh gas hidrogen. Biasanya awan Lyman-alpha seperti ini terpancar oleh rangsangan dari kuarsar latar belakang yang jauh. Tetapi dalam kes SST24, mekanisme lain mungkin terlibat - sumber lubang hitam di dalam nebula itu sendiri.
Dalam menyusun struktur SST24, pasukan sains menentukan bahawa AGNnya diimbangi dari pusat awan dengan hampir sepersepuluh awan sepenuhnya. Walaupun tidak jelas apa kesan pengimbangan ini pada pembentukan galaksi, kenyataannya harus dimasukkan ke dalam bagaimana kita memodelkan pembentukan kumpulan galaksi di masa depan.
Pergeseran spektrografi dalam cahaya alpha Lyman juga menunjukkan bahawa wilayah 100 KLY tengah SST24 perlahan-lahan berputar dan mengandungi bersamaan jisim sekitar 6 trilion matahari - kira-kira 5x dari galaksi Bima Sakti dan Pusaran Air (M51) kita sendiri digabungkan. SST24 merangkumi kawasan ruang dengan mudah merangkumi seluruh Bima Sakti dan kedua-dua belas galaksi satelit.
Tetapi SST24 tidak sama sekali tanpa pembentukan bintang. Pasukan itu melaporkan bahawa "bintang muda yang membentuk galaksi terletak di dekat ujung utara nebula." Galaksi itu dimerah oleh habuk, memiliki pergeseran merah yang sama dengan sinaran Lyman-alpha, ditambah dengan sinaran jalur lebar yang terkait dengan pembentukan bintang. Galaksi ini tidak memberikan petunjuk adanya AGN. Oleh kerana itu, kita akan segera mengetahui bahawa AGN mungkin tidak memainkan peranan penting untuk pembentukan semua galaksi.
Walaupun pemeriksaan frekuensi radio SST24 sukar (kerana masalah penyelesaian pada panjang gelombang yang panjang), pasukan menunjukkan bahawa nisbah kepadatan gelombang radio inframerah-pertengahan, "menunjukkan persamaan yang luar biasa dengan galaksi starburst ..." Atas sebab ini, bahagian SST24 mat akan melalui era evolusi bintang yang cepat yang dapat dengan cepat membawa kepada pengungkapan galaksi penuh kaya dengan bintang pembiakan bercahaya ...
SST24 bukan satu-satunya awan Lyman-alpha yang pernah dikesan, tetapi beberapa yang ditemui dianggap luar biasa oleh pasukan sains: "Jarangnya awan lyman-alpha> 100kpc ini, kaitannya dengan AGN dan galaksi yang berlebihan, dan energetik mereka semua mencadangkan bahawa kawasan-kawasan ini adalah tempat pembentukan galaksi yang paling besar. Sekiranya demikian, memahami keadaan fizikal dan energetik sistem ini dapat memberikan gambaran penting mengenai proses pembentukan galaksi besar-besaran. "
Ditulis oleh Jeff Barbour
