Spitzer Space Telescope (SST) adalah instrumen keempat dan terakhir dalam seri Great Observatories NASA. SST mengikuti Teleskop Luar Angkasa Hubble (HST), Chandra X-Ray, dan Compton Gamma Ray Observatory ke luar angkasa pada 25 Agustus 2003. Ditempatkan dalam orbit heliosentris (surya) yang membuntuti Bumi, dan bekerja di bawah piagam 2,5 tahun plus di dalam NASA. Program Origins, SST mengungkapkan cahaya publik pertama pada bulan Mei 2004 - memberikan dunia pandangan inframerah spektakuler pada galaksi spiral M51 raksasa di Canes Venatici.
Lord Rosse pertama menggambarkan M51 sebagai "spiral nebula" pada tahun 1845. Tidak sampai Edwin Hubble menyelesaikan bintang variabel samar dalam "M" - M31 - bahwa M51 dan "nebula spiral" lainnya mencapai peringkat yang sama dengan Bima Sakti kita sendiri - Galaxy!
Tetapi untuk menyebutkan sesuatu bukan untuk menjelaskannya. Salah satu hal terberat untuk menjelaskan tentang sesuatu adalah "Bagaimana bisa menjadi seperti itu?"
Jauh sebelum dirilisnya gambar SST tentang M51, para astronom telah diberi "pengangkatan" pada contoh langka dari kelas objek yang jauh di surga - sebuah wilayah gas dan debu yang luas bercahaya redup namun tidak dijaga oleh cahaya bintang - hanya jenis studi yang dapat merevolusi cara astronom memahami pembentukan galaksi. Program Origins NASA telah membuat hit besar dan sekarang masalahnya adalah memajukan pelari ke rumah menggunakan sumber data lain ...
Dalam sebuah makalah yang berjudul "Penemuan Nebula Gas Besar ~ 200kpc pada z = ~ 2,7 dengan Spitzer Space Telescope" (diterbitkan 29 Maret 2005), astrofisikawan Arjun Dey dari National Astronomy Observatory National (NOAO) dan rekan dari organisasi lain ( termasuk pusat operasi SST di Jet Propulsion Laboratory) mengumpulkan data dari seluruh bagian bawah spektrum em - radio ke cahaya tampak - untuk melukiskan gambaran pembentukan kluster galaksi awal yang terkait dengan wilayah debu dan debu yang menggairahkan ini. gas terletak sekitar 11,3 BLY dalam ruang dan waktu.
Dalam kata-kata tim, "Kami melaporkan penemuan nebula yang diperluas secara spasial sangat besar yang terkait dengan sumber inframerah-tengah bercahaya." Bagi Anda dan saya itu berarti mereka menemukan "jauh sebelumnya, dan jauh dari kelahiran galaksi awal".
Objek (SST24 J1434110 + 331733) awalnya dipetakan menggunakan detektor MIPS dan IRAC SST selama survei infra merah pertengahan dari rasi bintang pegas Boot pada akhir Januari 2004. Setelah pengurangan data oleh personel JPL, menjadi jelas bahwa SST24 dapat menawarkan beberapa wawasan yang sangat signifikan ke dalam era misterius galaksi yang berlangsung ketika galaksi-galaksi muda berlindung dalam hal pembentukan bintang. Tetapi untuk menembus barang-barang ini akan membutuhkan memperluas gambar wilayah menggunakan cahaya dari seluruh spektrum mereka.
Sebagian kebutuhan untuk memiliki tampilan lain pada SST24 didorong oleh aperture terbatas cermin 0,84 meter SST dan panjang gelombang panjang yang terkait dengan cahaya inframerah. Paling-paling, SST mengungkapkan sepertiga sentral dari nebulositas. (Instrumen pada SST terbatas pada resolusi detail 6 detik busur.) Tiga detektor onboard (Infrared Array Camera -IRAC, Infrared Spectrograph - IRS, dan Multiband Imaging Photometer for Spitzer - MIPS) gambar dan menganalisis cahaya inframerah di pertengahan hingga jauh -panjang gelombang inframerah (3,6-160 mikrometer).
Meskipun cahaya yang diamati menggunakan tiga instrumen SST sebagian besar berasal dari objek "hangat" (gas dan debu), cahaya dari sumber yang dekat-optik juga dapat dilihat setelah pergeseran merah secara ekspansif pada jarak yang luas. Menariknya, satu garis terang tertentu dalam "cahaya hampir-optik" yang sama pertama kali ditandai untuk penggunaan astronomi oleh ahli astrofisika Lyman Spitzer - senama SST itu sendiri - salah satu pendukung terkemuka abad ke-20 astronomi inframerah.
Bergabung dengan data dari instrumen lain, Dey dan timnya mengumpulkan kasus yang menarik untuk inti galaksi aktif (AGN) dalam SST24. Jika diverifikasi AGN seperti itu akan menunjukkan bahwa lubang hitam memainkan peran penting dalam evolusi galaksi awal. Contoh seperti itu mungkin sangat merevolusi pemahaman kita tentang pembentukan galaksi dengan menjadikan AGN lebih sebagai penyebab - bukannya efek - pembentukan kelompok galaksi ...
Data visual yang digunakan oleh tim yang terkait dengan SST24 dikumpulkan menggunakan teleskop 4m dan 2.1m dari NOAO di Kitt Peak, Arizona. Instrumen-instrumen ini meningkatkan resolusi SST dengan faktor hampir delapan kali lipat. Data lain yang tersedia dalam cahaya optik memperluas gambar output energi SST24. Selama Mei dan Juni 2004, informasi spektografik pada SST24 (bersama dengan objek latar depan dan latar belakang) dikumpulkan dalam strip kedua busur yang disesuaikan dengan tepat dan berorientasi tepat melalui instrumen Keck I 10 meter di Mauna Kea, Hawaii.
Dari abstrak makalah ini, “Sumber inframerah pertengahan cerah pertama kali terdeteksi dalam pengamatan yang dilakukan menggunakan Spitzer Space Telescope. Data pencitraan pita lebar yang ada dari NOAO Deep Wide-Field Survey mengungkapkan sumber pertengahan-inframerah yang akan dikaitkan dengan mitra optik yang tersebar luas, diperluas secara spasial ... Spektroskopi dan pencitraan lebih lanjut ... mengungkapkan sumber optik ini hampir murni nebula pemancar garis dengan sedikit jika ada, emisi kontinum difus yang terdeteksi. ”
Biasanya, galaksi dewasa menampilkan spektrum cahaya penuh yang dihasilkan oleh radiasi benda hitam dari foto bintang. Spektrum broadband seperti itu biasanya diperkuat oleh garis-garis emisi terang dan sempit yang terkait dengan eksitasi atom. Tetapi spektrum SST24 didominasi oleh pita radiasi tunggal yang sempit. Band itu - meskipun mengalami pergeseran merah sekitar 3,7 kali karena resesi 11,3 BLY - berhubungan dengan frekuensi "Lyman Alpha" yang dipancarkan oleh gas hidrogen. Biasanya awan Lyman-alpha seperti itu diiradiasi oleh stimulasi dari quasar latar belakang yang jauh. Tetapi dalam kasus SST24, mekanisme lain mungkin terlibat - sumber lubang hitam di dalam nebula itu sendiri.
Dalam menyatukan struktur SST24, tim sains menentukan bahwa AGN-nya diimbangi dari pusat awan dengan hampir sepersepuluh dari batas penuh cloud. Meskipun tidak jelas apa dampak offset ini terhadap pembentukan galaksi, faktanya harus dimasukkan ke dalam bagaimana kita memodelkan pembentukan kelompok galaksi di masa depan.
Pergeseran spektrografi dalam cahaya alpha Lyman juga menunjukkan bahwa wilayah 100 KLY pusat SST24 perlahan-lahan berputar dan mengandung massa setara dengan sekitar 6 triliun matahari - sekitar 5x dari galaksi Bima Sakti dan Whirlpool (M51) kita sendiri. SST24 mencakup wilayah ruang yang dengan mudah mencakup seluruh Bima Sakti dan semua dua belas galaksi satelit.
Tapi SST24 tidak sepenuhnya tanpa pembentukan bintang. Tim melaporkan bahwa "bintang muda yang membentuk galaksi terletak di dekat ujung utara nebula." Galaksi itu memerah oleh debu, memiliki pergeseran merah yang sama dengan radiasi Lyman-alpha, ditambah radiasi pita lebar yang terkait dengan pembentukan bintang. Galaksi ini tidak memberikan indikasi memiliki AGN. Karena itu, kita dapat segera mengetahui bahwa AGN mungkin tidak memainkan peran penting untuk pembentukan semua galaksi.
Meskipun pemeriksaan frekuensi radio SST24 sulit (karena masalah resolusi pada panjang gelombang yang panjang), tim menunjukkan bahwa rasio kepadatan gelombang menengah-inframerah ke radio-gelombangnya, “menunjukkan kemiripan yang luar biasa dengan galaksi starburst…” Untuk alasan ini bagian dari SST24 akan melewati era evolusi bintang yang cepat yang dapat dengan cepat mengarah pada wahyu galaksi penuh yang kaya dengan bintang-bintang peternak bercahaya ...
SST24 bukan satu-satunya awan Lyman-alpha yang pernah terdeteksi, tetapi beberapa yang ditemukan itu dianggap luar biasa oleh tim sains: "Kelangkaan awan lyman-alpha> 100kpc ini, hubungan mereka dengan AGN yang kuat dan overdensitas galaksi, dan energi mereka semua menyarankan bahwa daerah ini adalah situs pembentukan galaksi paling masif. Jika demikian, memahami kondisi fisik dan energi sistem ini dapat memberikan wawasan penting ke dalam proses pembentukan galaksi masif. "
Ditulis oleh Jeff Barbour
