斯皮策完成其前沿领域观察

2018-05-15

这个也被称为潘多拉星团的星系团Abell 2744的图像是由斯皮策太空望远镜拍摄的。美国宇航局的哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台正在研究这个星团,该合作名为Frontier Fields项目。

em美国宇航局斯皮策太空望远镜完成了Frontier Fields的观测,天文学家正在努力将数据输出到天文学界。 / em

在不断追捕宇宙最早的星系的过程中,美国宇航局的斯皮策太空望远镜已经结束了对前沿场项目的观测。这个雄心勃勃的项目将美国宇航局所有三大天文台 - 斯皮策,哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台 - 的力量结合起来,在当前技术允许的时间和空间上进行深入研究。

即使使用当今最好的望远镜,也很难从距离130亿光年远的第一个星系收集足够的光线,以便在距离它们近似的距离以外了解它们。但科学家们有一个宇宙比例的工具来帮助他们的研究。由大量前景星系团体施加的重力弯曲并放大远处的背景物体的光线,实际上创造了宇宙变焦镜头。这种现象被称为引力透镜。

Frontier Fields的观测结果通过最强大的变焦镜头进行了观察,这些变焦镜头的目标是已知的最大质量星系团中的六个。这些镜头可以将微小的背景星系放大一百倍。借助斯必泽的新Frontier Fields数据以及来自钱德拉和哈勃的数据,天文学家将学习有关最早星系的前所未有的细节。

“Spitzer完成了Frontier Fields的观测,我们很高兴能够将这些数据提供给天文学界”,NASA /美国宇航局研究科学家Peter Capak说,加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院的JPL Spitzer科学中心和前沿领域项目的斯皮策领导者

最近发表在“天文学与天体物理学杂志”上的一篇论文介绍了Frontier Fields研究的六个星系团中的两个的完整目录数据:Abell 2744--昵称为潘多拉星团 - 和MACS J0416,两者距离大约40亿光年。为Frontier Fields选择的其他星系团簇是RXC J2248,MACS J1149,MACS J0717和Abell 370。

渴望的天文学家将梳理Frontier Fields目录中最微小,最暗淡的物体,其中许多应该被证明是有史以来最遥远的星系。哈勃研究人员在3月份报告说,目前的记录保持者,一个名为GN-z11的星系,在惊人的134亿光年的距离上,仅在大爆炸后仅几亿年。这个星系的发现并不需要引力透镜,因为它是一个极其明亮的物体。通过引力透镜提供的放大倍数,Frontier Fields项目将使研究人员能够在如此令人难以置信的距离上研究典型的物体,为宇宙最早的星系绘制更精确和完整的图像。

天文学家想要了解这些原始星系是如何产生的,它们的组成质量如何发展成恒星,以及这些恒星如何利用在热核炉中融合的化学元素来丰富星系。为了解最早的星系的起源和演变,天文学家需要在一系列频率上收集尽可能多的光线。有了这些星系足够的光线,天文学家就可以进行光谱分析,通过检查印在光线中的化学元素的特征来提取关于恒星成分,温度和环境的细节。

“使用Frontier Fields的方法,”Capak说道,“最遥远和最微弱的星系已经足够明亮,我们开始对它们说明一些明确的事情,例如它们的恒星形成历史。“

因为宇宙已经扩展到它的一百三十八亿年的历史,所以远距离物体的光线在漫长的旅程中延伸到了地球。由Frontier Fields观察到的引力透镜背景星系中的恒星发出的光线因此红移成红外线。斯皮策可以利用这种红外线测量星系中恒星的数量,从而为银河系的质量提供线索。结合斯皮策和哈勃望远镜的光线,天文学家可以在可观测宇宙的边缘识别星系。

与此同时,哈勃在光学和近红外光线下扫描Frontier Fields星系团,在紫外线到达地球的过程中,红外线从红外线中红移。就钱德拉而言,它观察由黑洞和环境热气体发出的高能X射线中的前景星系团。与斯皮策一起,太空望远镜将会聚集大量的星系团,包括它们看不见的,但是大量的暗物质。钉定团簇的总质量是量化它们在感兴趣的背景星系上产生的放大率和变形的关键步骤。 Frontier Fields项目关于MACS J0416和MACS J0717集群的最新多波长结果发布于2015年10月和2016年2月。这些结果还引入了来自Karl G. Jansky超大阵列的无线电波观测以查看恒星形成的地区,否则被气体和灰尘掩盖。

Frontier Fields的合作激发了参与这项工作的科学家,因为他们展望着将用计划于2018年发射的詹姆斯韦伯太空望远镜深入研究宇宙。

Spitzer科学中心的Lisa Storrie-Lombardi说:“Frontier Fields一直是一个完全由社区领导的项目,这与许多这类规模的项目通常都是追求不同的。”Frontier Fields项目也是如此。 “人们聚集在一起,真正拥抱了Frontier Fields。”

除了六个前沿场星系团外,斯皮策还对哈勃望远镜其他较浅的地区进行了后续观测,扩大了观测相当深的宇宙地区的总数。这些额外的领域将进一步成为Webb和未来仪器调查的丰富领域。

出版物:M. Castellano等人,“ASTRODEEP Frontier Fields目录II。在Abell-2744和MACS-J0416“A&A 590,A31(2016)”中的光度红移和静止框架特性。 doi:10.1051 / 0004-6361 / 201527514

来源:伊丽莎白兰多,喷气推进实验室