Esmakordselt on astronoomid suutnud ühendada Hubble'i kosmoseteleskoobi abil saadud universumi sügavaimad optilised kujutised võrdselt teravate kujutistega spektri lähi-infrapunaosas, kasutades keeruka ja uue adaptiivse optika jaoks mõeldud laserjuhtivuse tähesüsteemi. WM Kecki vaatluskeskuses Hawaiil. Sel nädalal San Diegos Ameerika astronoomiaühingu (AAS) kohtumisel esitatud uued tähelepanekud näitavad enneolematuid detaile galaktikate kokkupõrkest, mille tuumas on massiivsed mustad augud, umbes 5 miljardi valgusaasta kaugusel, kui universum oli veidi üle poole praegusest vanusest.
Infrapunavahemiku kaugete galaktikate vaatlemisel selguvad vanemad tähtede populatsioonid, kui võib näha optilistel lainepikkustel, ning ka infrapunavalgus tungib tähtedevaheliste tolmupilvede hulka kergemini kui optiline valgus. Uued infrapunapildid kaugetest galaktikatest saadi California ülikooli Santa Cruzi UCLA ja W. Kecki observatooriumi teadlaste meeskonnalt. UC Santa Cruzi kraadiõppur ja uuringu juhtiv autor Jason Melbourne ütles, et esialgsed leiud sisaldavad mõningaid üllatusi ja teadlased jätkavad andmete analüüsimist lähinädalatel.
"Me ei ole kunagi varem suutnud infrapunas sellist ruumilise eraldusvõime taset saavutada," ütles Melbourne.
Lisaks Melbourne'ile kuuluvad uurimisrühma, mida juhivad UCSC esindaja David Koo ja UCLA esindaja James Larkin, ka UCSC esindajatest Jennifer Lotz, Claire Max ja Jerry Nelson; Shelley Wright ja Matthew Barczys UCLA-s; ja Antonin H. Bouchez, Jason Chin, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul J. Stomski, Douglas Summers, Marcos A. van Dam ja Peter L. Wizinowich Kecki observatooriumis.
Esmakordselt saame nendes sügavates universumi kujutistes katta kõik valguse lainepikkused optilisest infrapunakiirgusega sama ruumilise eraldusvõimega. See võimaldab meil jälgida kaugetes galaktikates üksikasjalikke alamstruktuure ja uurida nende moodustavaid tähti sellise täpsusega, mida me muidu ei saaks, ”ütles UCSC astronoomia ja astrofüüsika professor Koo.
Pildid saadi Wrighti ja Keck AO meeskonna poolt laseri juhttähe adaptiivse optikasüsteemi testimisel 10-meetrise Keck II teleskoobiga. Need on esimesed teadusliku kvaliteediga kujutised kaugetest galaktikatest, mis on saadud uue süsteemiga. UCLA Larkin ütles, et see on adaptatiivse optika treasury uuringu keskuse (CATS) jaoks suur samm, mis kasutab adaptiivset optikat varase universumi suure hulga nõrkade, kaugete galaktikate vaatlemiseks, ütles UCLA Larkin.
”Oleme mitu aastat vaeva näinud, et võtta andmeid heledate tähtede ümber. Kuid objektide arvu ja tüüpide osas, mida saame vaadelda, oleme olnud väga piiratud. Ainult laseriga pääseme nüüd rikkaimate ja põnevate sihtmärkide juurde. ” Ütles Larkin.
Adaptiivne optika (AO) korrigeerib atmosfääri hägustumist, mis halvendab maapealsete teleskoopide nähtavaid pilte tõsiselt. AO-süsteem mõõdab seda hägust täpselt ja korrigeerib pilti deformeeruva peegli abil, rakendades parandusi sadu kordi sekundis. Hägususe mõõtmiseks vajab AO teleskoobi vaateväljas eredat valgusallikat, mille saab kunstlikult luua laseriga, et ergastada ülemises atmosfääris naatriumi aatomeid, põhjustades nende hõõgumist. Ilma sellise laserjuhtimistäheta on astronoomid pidanud toetuma eredatele tähtedele („looduslikud juhttähed”), mis piiravad drastiliselt AO kasutamist taevas. Lisaks on looduslikud juhttähed liiga heledad, et taeva samas osas oleks võimalik jälgida väga nõrku ja kaugeid galaktikaid, ütles Koo.
"Laserjuhtri tähe tulek Keckis on avanud taeva adaptiivse optika vaatluste jaoks ja nüüd saame Kecki abil keskenduda nendele väljadele, kus meil on juba Hubble'i kosmoseteleskoobist imelisi sügavaid optilisi pilte," ütles Koo.
Kuna Kecki teleskoobi peegli läbimõõt on neli korda suurem kui Hubble'i peegel, saab sellest lähitulevikus saada neli korda teravamat pilti kui Hubble, kui nüüd on olemas atmosfääri häguse efekti ületamiseks laserrakendustähe adaptiivne optikasüsteem.
AAS-i koosolekul esitletavad pildid saadi taevapiirkonnast, mida tuntakse lõuna GOODS lõunaosas, kus Hubble, Chandra röntgenikiirguse vaatluskeskus ja muud teleskoobid on juba teinud sügavaid vaatlusi. Piltidel on kuus nõrka galaktikat, sealhulgas kaks Chandra tuvastatud röntgeniallikat. Melbourne ütles, et röntgenkiirgus koos nende objektide korratu morfoloogiaga viitas hiljutisele ühinemistegevusele. Ühinemised võivad galaktika keskmesse juhtida suures koguses ainet ja galaktika keskmest pärinevad röntgenkiirguse emissioonid näitavad massiivset musta auku, mis aktiivselt ainet tarbib.
"Oleme nüüd üsna kindlad, et näeme galaktikaid, mis on hiljuti ühinenud," sõnas Melbourne. “Ühel neist süsteemidest on kaksituum, nii et tegelikult saate näha ühinevate galaktikate kahte tuuma. Teine süsteem on väga korrastamata - see näeb välja nagu rongi vrakk - ja on palju tugevam röntgenikiirguse allikas. ”
Lisaks galaktilise tuuma valgustamisele röntgenkiirguse abil kipuvad ühinemised vallandama ka uute tähtede moodustumise, pilkupüüdvate ja gaasipilvede kokkusurumisega. Nii avastasid teadlased üllatuse, et kahetuumalises süsteemis domineerivad suhteliselt vanad tähed ja tundub, et see ei tooda palju noori tähti.
"Kui meil on ühinemise stsenaariumi osas õigus, siis toimub see ühinemine kahe galaktika vahel, mis olid juba moodustanud suurema osa nende tähtedest miljardeid aastaid varem ja millel ei olnud uute tähtede tegemiseks palju gaasi üle jäänud," ütles Melbourne.
Kui täiendav uuring näitab, et sellised objektid on aja jooksul tavalised, võiksid need tähelepanekud selgitada ühte galaktikate moodustamise mõistatust. Valitseva hierarhilise galaktikate moodustamise teooria kohaselt ehitatakse suured galaktikad miljardite aastate jooksul väiksemate galaktikate ühinemiste kaudu. Kuna ühinemised käivitavad tähtede moodustumise, on olnud keeruline seletada väga suurte galaktikate olemasolu, kus puuduvad märkimisväärsed noorte tähtede populatsioonid.
„Üks idee on see, et teil võib olla nn kuiv ühinemine, kus kaks galaktikat on täis vanu tähti, kuid vähe gaasi ühinevad, moodustamata palju uusi tähti. See, mida me selles objektis näeme, on kooskõlas kuiva ühinemisega, ”sõnas Melbourne. "Isegi kuiva ühinemise korral võib musta auku toita ikkagi piisavalt gaasi, tekitades röntgenkiirgust, kuid mitte piisavalt, et tekitada tugev tähtede moodustumise purunemine."
Täiendavad vaatlused keskmise või kauge infrapunakiirguse lainepikkustel, mida Spitzeri kosmoseteleskoobilt oodatakse selle aasta lõpus, võivad aidata seda kinnitada. Spitzeri andmed annavad parema ülevaate galaktika tolmusisaldusest, mis on nende vaatluste tõlgendamisel ülioluline muutuja, ütles Melbourne.
Laserjuhi tähe adaptiivset optikasüsteemi rahastas W. Kecki fond. Kunstlik laserjuhtimise tähesüsteem töötati välja ja integreeriti Lawrence Livermore'i riikliku labori ja W partnerluses. Laser integreeriti Keckis Dee Penningtoni, Curtis Browni ja Pam Danforthi abiga. Lähis-infrapunakaamera NIRC2 töötas välja UCLA California Tehnoloogiainstituut ja Kecki observatoorium. Kecki observatooriumi hallatakse teadusliku partnerlusena CalTechi, California ülikooli ning riikliku aeronautika- ja kosmosevalitsuse vahel.
Seda tööd on toetanud UC Santa Cruzi hallatav Riikliku Teadusfondi teadus- ja tehnoloogiakeskus Adaptive Optics Center.
Algne allikas: Kecki pressiteade
