Jak ukrywasz coś tak dużego i jasnego jak galaktyka? Dusisz go w kosmicznym pyle. Kosmiczny Teleskop Spitzer NASA przecinał taki pył, aby odkryć ukrytą populację potwornie jasnych galaktyk w odległości około 11 miliardów lat świetlnych.
Te dziwne galaktyki należą do najbardziej świecących we wszechświecie, świecąc ekwiwalentnym światłem 10 bilionów słońc. Ale są tak daleko i tak zalane pyłem, że bardzo wrażliwe oczy na podczerwień Spitzera je znalazły.
„Widzimy galaktyki, które są w zasadzie niewidoczne” - powiedział dr Dan Weedman z Cornell University, Ithaca, N.Y., współautor badania szczegółowo opisującego odkrycie, opublikowanego w dzisiejszym numerze Astrophysical Journal Letters. „Poprzednie misje w podczerwieni wskazywały na obecność podobnie zakurzonych galaktyk ponad 20 lat temu, ale galaktyki te były bliżej. Musieliśmy czekać, aż Spitzer zajrzy wystarczająco daleko w odległy wszechświat, aby je znaleźć. ”
Skąd pochodzi cały ten pył? Odpowiedź nie jest do końca jasna. Pył jest wytłaczany przez gwiazdy, ale nie wiadomo, jak zwinięty pył rozpryskiwał się wokół galaktyk. Kolejną tajemnicą jest wyjątkowa jasność galaktyk. Astronomowie spekulują, że nowa rasa niezwykle zakurzonych kwazarów, najjaśniejszych obiektów we wszechświecie, może czaić się w środku. Kwazary są jak gigantyczne żarówki w centrach galaktyk, zasilane przez ogromne czarne dziury.
Astronomowie chcieliby również ustalić, czy takie zakurzone, jasne galaktyki ostatecznie ewoluowały w słabsze, mniej mroczne, takie jak nasza Droga Mleczna. „Możliwe gwiazdy, takie jak nasze Słońce, dorastały w bardziej zapylonych, jaśniejszych dzielnicach, ale tak naprawdę nie wiemy. Studiując te galaktyki, uzyskamy lepszy obraz historii własnej galaktyki ”- powiedział dr James Houck, główny autor badania.
Zespół pod przewodnictwem Cornella najpierw zeskanował część nocnego nieba w poszukiwaniu oznak niewidzialnych galaktyk za pomocą przyrządu Spitzer zwanego fotopasmowym obrazowaniem wielopasmowym. Następnie zespół porównał tysiące galaktyk widocznych w tych danych w podczerwieni z najgłębszymi dostępnymi naziemnymi obrazami optycznymi tego samego regionu, uzyskanymi przez National Wide Astronomy Observatory Deep Wide-Field Survey. Doprowadziło to do zidentyfikowania 31 galaktyk, które mogą być widoczne tylko przez Spitzera. „Ten duży obszar zabrał nam wiele miesięcy na badanie z ziemi” - powiedział dr Buell Jannuzi, główny badacz w badaniu Deep Wide-Field Survey, „więc zakurzone galaktyki, które Spitzer odkryli, są naprawdę igłami w kosmicznym stogu siana”.
Dalsze obserwacje za pomocą spektrografu w podczerwieni Spitzera wykazały obecność pyłu krzemianowego w 17 z tych 31 galaktyk. Ziarna pyłu krzemowego są planetarnymi elementami budulcowymi, takimi jak piasek, tylko mniejszymi. Jest to najdalszy czas w przeszłości, w którym wokół galaktyki wykryto krzemianowy pył. „Znalezienie pyłu krzemianowego w tak wczesnej epoce jest ważne dla zrozumienia, kiedy układy planetarne takie jak nasz powstały w ewolucji galaktyk” - powiedział dr Thomas Soifer, współautor badań, dyrektor Spitzer Science Center, Pasadena, Kalifornia, oraz profesor fizyki w California Institute of Technology, również w Pasadenie.
Ten krzemianowy pył pomógł również astronomom określić odległość galaktyk od Ziemi. „Możemy rozdzielić światło z odległej galaktyki za pomocą spektrografu, ale tylko jeśli zobaczymy rozpoznawalną sygnaturę z minerału takiego jak krzemian, możemy ustalić odległość do tej galaktyki” - powiedział Soifer.
W tym przypadku galaktyki datowane były na czas, gdy wszechświat miał zaledwie trzy miliardy lat, czyli mniej niż jedną czwartą jego obecnego wieku 13,5 miliarda lat. Galaktyki podobne do tych w zapyleniu, ale znacznie bliższe Ziemi, zostały po raz pierwszy wspomniane w 1983 r. Dzięki obserwacjom dokonanym przez wspólny europejski satelita astronomiczny w podczerwieni NASA. Później Obserwatorium Kosmiczne w podczerwieni Europejskiej Agencji Kosmicznej słabo zarejestrowało porównywalne obiekty w pobliżu. Zwiększona czułość Spitzera, 100 razy większa niż w poprzednich misjach, w końcu pozwoliła na poszukiwanie zakurzonych galaktyk na duże odległości.
National Wide Astronomy Observatory Deep Wide-Field Survey wykorzystało 4-metrowy teleskop National Science Foundation w Obserwatorium Narodowym Kitt Peak, położonym na południowy zachód od Tucson, Ariz.
NASA, Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia, zarządza misją Spitzer Space Telescope dla Dyrekcji Misji Naukowej NASA, Waszyngton, D.C. Operacje naukowe prowadzone są w Centrum Naukowym Spitzer. JPL jest oddziałem Caltech. Spektrograf w podczerwieni został zbudowany przez Ball Aerospace Corporation, Boulder, Colo. I Cornell; jego rozwojem kierował Houck. Wielopasmowy fotometr obrazujący został zbudowany przez Ball Aerospace Corporation, University of Arizona, Tucson, Ariz. I Boeing North American, Canoga Park, Kalifornia; jego opracowaniem kierował dr George Rieke z University of Arizona.
Podczerwień Astronomiczny satelita był wspólnym wysiłkiem NASA, Science and Engineering Research Council, Wielka Brytania i Holenderskiej Agencji Programów Kosmicznych, Holandia.
Koncepcje artysty, zdjęcia i dodatkowe informacje o Spitzer Space Telescope są dostępne na stronie http://www.spitzer.caltech.edu.
Oryginalne źródło: Spitzer News Release
