Gökbilimciler ilk kez Hubble Uzay Teleskobu tarafından elde edilen evrenin en derin optik görüntülerini, uyarlanabilir optikler için sofistike yeni bir lazer kılavuz yıldız sistemi kullanarak spektrumun kızılötesine eşit derecede keskin görüntülerle birleştirmeyi başardılar. Hawaii WM Keck Gözlemevi. Bu hafta San Diego'daki Amerikan Astronomi Derneği (AAS) toplantısında sunulan yeni gözlemler, evrende yaklaşık 5 milyar ışıkyılı uzaklıkta görüldüğü gibi çekirdeklerinde büyük kara deliklerle gökadaların çarpışmasının eşi görülmemiş ayrıntılarını ortaya koyuyor şimdiki yaşının yarısından biraz fazla.
Kızılötesi aralıktaki uzak gökadaları gözlemlemek, optik dalga boylarında göründüğünden daha eski yıldız popülasyonlarını ortaya çıkarır ve kızılötesi ışık ayrıca yıldızlararası toz bulutlarına optik ışıktan daha kolay nüfuz eder. Uzak gökadaların yeni kızılötesi görüntüleri, Kaliforniya Üniversitesi, Santa Cruz, UCLA ve W. Keck Gözlemevi'nden bir araştırma ekibi tarafından elde edildi. UC Santa Cruz lisansüstü öğrencisi ve araştırmanın baş yazarı Jason Melbourne, ilk bulguların bazı sürprizler içerdiğini ve araştırmacıların gelecek haftalarda verileri analiz etmeye devam edeceğini söyledi.
Melbourne, “Daha önce kızılötesinde bu düzeyde uzaysal çözünürlüğü asla başaramadık,” dedi.
UCSC'den David Koo ve UCLA'dan James Larkin liderliğindeki araştırma ekibi Melbourne'e ek olarak UCSC'de Jennifer Lotz, Claire Max ve Jerry Nelson; UCLA'da Shelley Wright ve Matthew Barczys; ve Keck Gözlemevi'nde Antonin H. Bouchez, Jason Chin, Scott Hartman, Erik Johansson, Robert Lafon, David Le Mignant, Paul J. Stomski, Douglas Summers, Marcos A. van Dam ve Peter L. Wizinowich.
“Evrenin bu derin görüntülerinde ilk kez optikten kızılötesine kadar ışığın tüm dalga boylarını aynı uzamsal çözünürlük seviyesinde kapsayabiliriz. Bu, uzak galaksilerdeki ayrıntılı alt yapıları gözlemlememizi ve kurucu yıldızlarını, başka türlü elde edemeyeceğimiz bir hassasiyetle incelememizi sağlıyor ”dedi. UCSC astronomi ve astrofizik profesörü Koo.
Görüntüler, 10 metrelik Keck II Teleskobu üzerindeki lazer kılavuz yıldız adaptif optik sisteminin testi sırasında Wright ve Keck AO ekibi tarafından elde edildi. Yeni sistemle elde edilen uzak gökadaların ilk bilim kalitesinde görüntüleri. UCLA’dan Larkin, bu durum, erken evrendeki büyük, uzak gökada örneklerini gözlemlemek için uyarlanabilir optik kullanacak olan Uyarlamalı Optik Hazine Araştırması Merkezi (CATS) için önemli bir adım.
“Birkaç yıldır parlak yıldızların etrafında veri alarak çok çalıştık. Ancak gözlemleyebileceğimiz nesne sayısı ve türü açısından çok kısıtlandık. Artık sadece lazer ile en zengin ve en heyecan verici hedeflere ulaşabiliriz. ” Dedi Larkin.
Uyarlamalı optik (AO), yer tabanlı teleskopların gördüğü görüntüleri ciddi şekilde bozan atmosferin bulanıklaştırma etkisini düzeltir. Bir AO sistemi bu bulanıklığı hassas bir şekilde ölçer ve deforme olabilir bir ayna kullanarak görüntüyü düzeltir ve saniyede yüzlerce kez düzeltme uygular. Bulanıklığı ölçmek için AO, teleskopun görüş alanında parlak bir nokta kaynağı gerektirir; bu, üst atmosferdeki sodyum atomlarını uyarmak için bir lazer kullanılarak yapay olarak oluşturularak parlamalarına neden olabilir. Böyle bir lazer kılavuz yıldızı olmadan, gökbilimciler AO'nun gökyüzünde nerede kullanılabileceğini büyük ölçüde sınırlayan parlak yıldızlara (“doğal kılavuz yıldızlar”) güvenmek zorunda kaldılar. Ayrıca, doğal kılavuz yıldızlar gökyüzünün aynı bölgesinde çok zayıf, uzak gökadaların gözlemlenmesine izin vermek için çok parlak, dedi Koo.
Koeck, “Keck'teki lazer kılavuz yıldızının ortaya çıkışı, adaptif optik gözlemleri için gökyüzünü açtı ve şimdi Keck'i Hubble Uzay Teleskobu'ndan harika, derin optik görüntülere sahip olduğumuz alanlara odaklanmak için kullanabiliriz” dedi.
Keck Teleskobunun aynasının çapı Hubble'ınkinden dört kat daha büyük olduğu için, atmosferin bulanık etkilerinin üstesinden gelmek için lazer kılavuz yıldız adaptif optik sistemi mevcut olduğundan, yakın kızılötesinde Hubble'dan dört kat daha keskin görüntüler elde edebilir.
AAS toplantısında sunulan görüntüler, GOODS-Güney alanı olarak bilinen ve Hubble, Chandra X-ray Gözlemevi ve diğer teleskoplar tarafından derin gözlemlerin yapıldığı bir alanda elde edildi. Chandra'da tanımlanan iki röntgen kaynağı da dahil olmak üzere görüntülerde altı zayıf gökada var. Melbourne, bu röntgen emisyonlarının bu nesnelerin düzensiz morfolojisi ile birleştiğinde son zamanlarda birleşme faaliyeti önerdiğini söyledi. Birleşmeler büyük miktarlarda maddeyi bir galaksinin merkezine yönlendirebilir ve galaktik merkezden gelen X-ışını emisyonları, aktif olarak madde tüketen büyük bir kara deliğin varlığını gösterir.
Melbourne, “Son zamanlarda birleşme geçirmiş galaksiler gördüğümüzden oldukça eminiz” dedi. “Bu sistemlerden birinin çift çekirdeği var, bu yüzden birleşen galaksilerin iki çekirdeğini görebilirsiniz. Diğer sistem oldukça düzensiz - bir tren kazasına benziyor - ve çok daha güçlü bir X-ışını kaynağı. ”
Galaktik çekirdeği x-ışını emisyonlarıyla aydınlatmanın yanı sıra, birleşmeler de gaz bulutlarını şok ederek ve sıkıştırarak yeni yıldızların oluşumunu tetikleme eğilimindedir. Bu yüzden araştırmacılar, çift çekirdekli sisteme nispeten eski yıldızların hâkim olduğunu ve birçok genç yıldız üretmediğini görünce şaşırdılar.
“Birleşme senaryosunda haklıysak, bu birleşme milyarlarca yıl önce yıldızlarının çoğunu oluşturmuş ve yeni yıldızlar yapmak için çok fazla gaz kalmamış iki galaksi arasında gerçekleşiyor” dedi.
Ek çalışma, bu tür nesnelerin zaman içinde daha yaygın olduğunu gösteriyorsa, bu gözlemler galaksi oluşumunun bulmacalarından birini açıklamaya yardımcı olabilir. Hakim hiyerarşik gökada oluşumu teorisine göre, daha küçük gökadalar arasındaki birleşmeler yoluyla milyarlarca yıl boyunca büyük gökadalar kurulmaktadır. Birleşmeler yıldız oluşumunu tetiklediğinden, önemli ölçüde genç yıldız popülasyonları olmayan çok büyük gökadaların varlığını açıklamak zordu.
“Bir fikir, eski yıldızlarla dolu iki gökadanın, ancak pek çok yeni yıldız oluşturmadan çok az gazın birleştiği kuru bir birleşime sahip olabilmenizdir. Bu nesnede gördüğümüz şey kuru birleşme ile tutarlıdır, ”dedi Melbourne. “Kuru bir birleşmede bile, karadeliği beslemek için hala X-ışını emisyonları üretmek için yeterli gaz olabilir, ancak güçlü bir yıldız oluşumu patlaması sağlamak için yeterli değildir.”
Bu yıl Spitzer Uzay Teleskobu'ndan beklenen orta ila uzak kızılötesi dalga boylarında daha fazla gözlem yapılması bunu doğrulamaya yardımcı olabilir. Spitzer verileri, galaksinin toz içeriğinin daha iyi bir göstergesi olacağını ve bu gözlemlerin yorumlanmasında çok önemli bir değişken olduğunu söyledi Melbourne.
Lazer kılavuz yıldız adaptif optik sistemi W. Keck Vakfı tarafından finanse edildi. Yapay lazer kılavuz yıldız sistemi, Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı ve W arasındaki bir ortaklıkla geliştirildi ve entegre edildi. Lazer, Dee Pennington, Curtis Brown ve Pam Danforth'un yardımıyla Keck'e entegre edildi. NIRC2 kızılötesi kamera, California Teknoloji Enstitüsü, UCLA ve Keck Gözlemevi tarafından geliştirildi. Keck Gözlemevi, CalTech, California Üniversitesi ve Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi arasında bilimsel bir ortaklık olarak işletilmektedir.
Bu çalışma, UC Santa Cruz tarafından yönetilen bir Ulusal Bilim Vakfı Bilim ve Teknoloji Merkezi olan Adaptif Optik Merkezi tarafından desteklenmiştir.
Orijinal Kaynak: Keck Haber Bülteni
