טלסקופ החלל שפיצר (SST) הוא הכלי הרביעי והאחרון בסדרת המצפים הגדולים של נאס"א. ה- SST עקב אחרי טלסקופ החלל האבל (HST), צ'נדרה רנטגן, והמצפה הכוכבים של קומפטון גמא-ריי לחלל ב- 25 באוגוסט 2003. הוצב במסלול הליו-צנטרי (סולארי) עוקב אחר כדור הארץ, ועבד תחת אמנת 2.5 פלוס לשנה בתוך הנאס"א. תוכנית Origins, SST חשפה אור ציבורי ראשון במאי 2004 - והעניקה לעולם נוף אינפרא אדום מרהיב של גלקסיית הספירלה הגדולה אל מול M51 בקניס ונאטי.
לורד רוזה תיאר לראשונה את M51 כ"ערפילית ספירלית "בשנת 1845. רק עד אדווין האבל פתר כוכבים משתנים קלושים בתוך" M "אחר - M31 - ש- M51 ושאר" ערפיליות ספירליות "השיגו דרגה השווה עם שביל החלב שלנו - גלקסי!
אבל לנקוב בשמו של דבר זה לא להסביר את זה. אחד הדברים הקשים ביותר להסביר על משהו הוא "איך זה יכול להיות מה שהוא?"
הרבה לפני שפורסמה תמונתו של SST של M51, כבר קיבלו לאסטרונומים "ראש בראש" על מופע נדיר של מעמד של חפצים מרוחקים בשמים - אזור נרחב של גז ואבק הזוהר קלוש ועם זאת ללא השגחה על ידי אור כוכבים - בדיוק סוג המחקר שיכול לחולל מהפכה באופן שבו אסטרונומים מבינים את היווצרות הגלקסיה. תוכנית המקור של נאס"א יצאה ללהיט משמעותי ועכשיו הבעיה הייתה לקדם את הרץ הביתה באמצעות מקורות נתונים אחרים ...
במאמר שכותרתו "גילוי ערפילית גזי גדולה ~ 200 ק"פ בגודל z = ~ 2.7 עם טלסקופ החלל שפיצר" (פורסם ב -29 במרץ 2005), האסטרופיזיקאי ארג'ון דיי מהמצפה הלאומי לאסטרונומיה אופטית (NOAO) ועמיתים מארגונים אחרים ( כולל מרכז הפעולות של SST במעבדת הנעה של סילון) איגד נתונים מרחבי המחצית התחתונה של ספקטרום ה- em - רדיו לאור הנראה - לצייר תמונה של היווצרות אשכול גלקסיות מוקדמת הקשורה לאזור נרגש (ומרגש) זה של אבק ו דלק נמצא במרחק של 11.3 BLY משם בזמן ובמרחב.
במילים של הצוות, "אנו מדווחים על גילוי ערפילית גדולה מאוד מורחבת הקשורה למקור אינפרא אדום אמצע זוהר." בשבילך ולי זה אומר שהם גילו "רחם רחוק של לידה גלקטית מוקדמת".
האובייקט (SST24 J1434110 + 331733) ממופה במקור באמצעות גלאי MIPS ו- IRAC של ה- SST במהלך סקר אינפרא אדום באמצע ביוגי הכוכבים באביב בסוף ינואר 2004. לאחר הפחתת נתונים על ידי אנשי JPL, התברר כי SST24 יכולה להציע כמה תובנות משמעותיות ביותר לגבי אותו עידן מסתורי של התפתחות גלקטית כאשר גלקסיות צעירות משובצות בחומר היווצרות הכוכבים. אולם כדי לחדור לחומר זה היה דרוש הרחבת תמונת האזור באמצעות אור מרחבי הספקטרום.
בחלקו הצורך במבט אחר על SST24 הונע על ידי הצמצם המוגבל של המראה של 0.84 מטר של SST ואותם אורכי גל ארוכים הקשורים לאור אינפרא אדום. במקרה הטוב, ה- SST חשף את השליש המרכזי של הערפיליות. (מכשירים על סיפון ה- SST מוגבלים לרזולוציית פירוט של 6 קשת שניות.) שלושה גלאים המשולבים (מצלמת המערך האינפרא אדום -IRAC, ספקטרוגרף אינפרא אדום - מס הכנסה, ומצלמת הדמיה רב-ליבתית עבור שפיצר - MIPS) מראים תמונה ומנתחים אור אינפרא אדום באמצע עד רחוק אורכי גלfrontrear (3.6-160 מיקרומטר).
אף על פי שאור שנצפה באמצעות שלושת מכשירי ה- SST מקורו בעיקר מחפצים "חמים" (גזים ואבק), ניתן לראות אור ממקורות כמעט-אופטיים גם לאחר משמרת אדומה מתרחבת על פני מרחקים גדולים. מעניין לציין כי קו בהיר אחד במיוחד באותו "אור אופטי כמעט" סומן לראשונה לשימוש אסטרונומי על ידי האסטרופיזיקאי לימן שפיצר - בן שמות ה- SST עצמו - אחד המובילים במובילי המאה העשרים של אסטרונומיה אינפרא אדום.
יחד עם נתונים מכלים אחרים, דיי וצוותו הרכיבו מקרה משכנע לגרעינים גלקטיים פעילים (AGN) בתוך SST24. אם יאומת AGN כזה היה מדגים כי חורים שחורים ממלאים תפקיד חשוב בהתפתחות הגלקסיה המוקדמת. דוגמה כזו עשויה בהחלט לחולל מהפכה בהבנתנו את היווצרות הגלקסיה בכך שהיא הופכת את AGN יותר לסיבה - ולא לתוצאה - של היווצרות קבוצות גלקסיות ...
נתונים חזותיים ששימשו את הצוות הקשורים ל- SST24 נאספו באמצעות הטלסקופים 4 מטר ו -2.1 מ 'של ה- NOAO בקיט פיק, אריזונה. מכשירים אלה שיפרו את רזולוציית ה- SST בגורם של כמעט שמונה פעמים. נתונים אחרים הקיימים באור אופטי הרחיבו את תמונת תפוקת האנרגיה של SST24. במהלך מאי ויוני 2004 נאסף מידע ספקטרוגרפי על SST24 (יחד עם אובייקטים מקדימה ורקע) ברצועות שנייה קשת 1 ומכוונות בדיוק דרך מכשיר Keck I בגובה 10 מטר במונא קאה, הוואי.
מתוך תקציר העיתון, "המקור הבהיר האינפרא אדום הבהיר התגלה לראשונה בתצפיות שנעשו באמצעות טלסקופ החלל שפיצר. נתוני הדמיה רחבים-רחבים קיימים של סקר NOAO Deep Wide-Field Survey חשפו כי המקור האינפרא אדום באמצע קשור למקבילה אופטית מורחבת מרחבית ... ספקטרוסקופיה והדמיה נוספת ... מגלה שהמקור האופטי הוא כמעט ערפילית פולטת קו עם מעט פליטת רצף מפוזרת ברורה אם בכלל. "
בדרך כלל, גלקסיות בוגרות מציגות ספקטרום מלא של אור שנוצר על ידי קרינת גוף שחור מהצילום הכוכב. ספקטרום פס רחב כזה מתחזק בדרך כלל על ידי קווי פליטה צרים ובהירים הקשורים לעירור אטומי. אבל הקשת של SST24 נשלטת על ידי רצועת קרינה צרה אחת. הלהקה ההיא - אם כי הועברה מחדש פי 3.7 בגלל 11.3 BLY של מיתון - מקשרת לתדר "Lyman Alpha" שנפלט על ידי גז מימן. בדרך כלל ענני Lyman-alpha כאלה מקרינים על ידי גירוי מקוואזרים רקע רחוקים. אך במקרה של SST24, עשוי להיות מעורב מנגנון נוסף - מקור חור שחור בתוך הערפילית עצמה.
בצירוף מבנה SST24, צוות המדע קבע כי ה- AGN שלו מתקזז ממרכז הענן בכמעט עשירית במלוא היקף הענן. למרות שלא ברור איזו השפעה יש לקיזוז זה על היווצרות הגלקסיות, יש לשלב את עובדתו באופן בו אנו מדגמים את היווצרות קבוצות הגלקסיות בעתיד.
תזוזות ספקטרוגרפיות באור Lyman alpha האור מצביעות גם על כך שאזור ה- KLY המרכזי 100 של SST24 מסתובב לאט ומכיל את המקבילה המונית של כ -6 טריליון שמשות - חלקן 5x מזה של גלקסיות שביל החלב והמערבולת שלנו (M51) בשילוב. SST24 כולל אזור בחלל המקיף בקלות את כל שביל החלב ואת כל שתים עשרה גלקסיות הלוויין.
אולם SST24 אינו נטול היווצרות כוכבים לחלוטין. הצוות מדווח כי "כוכב צעיר היוצר גלקסיה שוכן בסמוך לקצה הצפוני של הערפילית." גלקסיה זו מאדימה על ידי אבק, היא בעלת השינוי האדום כמו קרינת Lyman-alpha, בתוספת קרינת פס רחב הקשורה להיווצרות הכוכבים. גלקסיה זו אינה נותנת שום אינדיקציה לקיום AGN. מסיבה זו אנו עשויים ללמוד בקרוב ש- AGN לא עשוי למלא תפקיד חיוני ליצירת כל הגלקסיות.
למרות שבדיקת תדר הרדיו של SST24 קשה (בגלל בעיות הרזולוציה באורכי גל ארוכים), הצוות מציין כי יחס האינפרא אדום ביחס לצפיפות הגל הרדיו, "מראה דמיון מדהים לגלקסיות הפרצות הכוכבים ..." מסיבה זו חלקים ב- SST24 מחצלת עוברת עידן של אבולוציה מהממת מהירה שעלולה להוביל במהירות להתגלות של גלקסיה מפוצצת מלאה העשירה בכוכבי מגדלים זוהרים ...
SST24 הוא לא הענן היחיד של Lyman-alpha שהתגלה אי פעם, אך מעטים שהתגלו נחשבים בעיני צוות המדע בצורה יוצאת דופן: "הנדירות של ענני lyman-alpha> 100 ק"פ, הקשר שלהם עם יתר של יתר AGN וגלקסיות, והאנרגטיות שלהם מציעים כי אזורים אלה הם אתרי היווצרות הגלקסיות המסיביות ביותר. אם כן, הבנת התנאים הפיזיים והאנרגטיקה של מערכות אלה יכולה לספק תובנות חשובות על תהליך היווצרות הגלקסיה המסיבית. "
נכתב על ידי ג'ף ברבור
