Hvordan skjuler du noe så stort og lyst som en galakse? Du kveler det i kosmisk støv. NASAs Spitzer-romteleskop så gjennom et slikt støv for å avdekke en skjult befolkning av uhyre lyse galakser omtrent 11 milliarder lysår unna.
Disse merkelige galaksene er blant de mest lysende i universet, og skinner med det tilsvarende lyset fra 10 billioner soler. Men de er så langt borte og så gjennomvåt i støv, det tok Spitzers svært følsomme infrarøde øyne for å finne dem.
"Vi ser galakser som i hovedsak er usynlige," sa Dr. Dan Weedman fra Cornell University, Ithaca, N.Y., medforfatter av studien med detaljene om funnet, publisert i dagens utgave av Astrophysical Journal Letters. Tidligere infrarøde oppdrag antydet tilstedeværelsen av lignende støvete galakser for over 20 år siden, men galaksen var nærmere. Vi måtte vente på at Spitzer skulle kikke langt nok inn i det fjerne universet for å finne disse. ”
Hvor kommer alt dette støvet fra? Svaret er ikke helt klart. Støv kvises ut av stjerner, men det er ikke kjent hvordan støvet som avvikles drysset rundt galaksene. Et annet mysterium er galaksenes eksepsjonelle lysstyrke. Astronomer spekulerer i at en ny rase av uvanlig støvete kvasarer, de mest lysende gjenstandene i universet, kanskje lurer inne. Kvasarer er som gigantiske lyspærer i sentrum av galakser, drevet av enorme sorte hull.
Astronomer vil også finne ut om støvete, lyse galakser som disse til slutt utviklet seg til svakere, mindre grumsete som vår egen Melkevei. "Det er mulig stjerner som solen vår vokste opp i støvete, lysere nabolag, men vi vet virkelig ikke. Ved å studere disse galaksene, vil vi få en bedre ide om vår egen galakses historie, ”sa Cornells Dr. James Houck, hovedforfatter av studien.
Det Cornell-ledede teamet skannet først en del av nattehimmelen etter tegn til usynlige galakser ved hjelp av et instrument på Spitzer kalt multiband-bildefotometeret. Teamet sammenlignet deretter de tusenvis av galakser som ble sett i denne infrarøde dataen med de dypeste tilgjengelige bakkebaserte optiske bilder av samme region, oppnådd av National Optical Astronomy Observatory Deep Wide-Field Survey. Dette førte til identifisering av 31 galakser som bare kan sees av Spitzer. "Dette store området tok oss mange måneder å kartlegge fra bakken," sier Dr. Buell Jannuzi, co-rektor-etterforsker for Deep Wide-Field Survey, "så de støvete galaksene Spitzer fant virkelig er nåler i en kosmisk høystakk."
Ytterligere observasjoner ved bruk av Spitzers infrarøde spektrograf avslørte tilstedeværelsen av silikatstøv i 17 av disse 31 galakene. Silikat støvkorn er planetariske byggesteiner som sand, bare mindre. Dette er lengst tilbake i tid at det er påvist silikatstøv rundt en galakse. "Å finne silikatstøv i denne tidlige epoken er viktig for å forstå når planetariske systemer som vårt eget oppsto i galaksenes utvikling," sa Dr. Thomas Soifer, studiemedforfatter, direktør for Spitzer Science Center, Pasadena, California, og professor i fysikk ved California Institute of Technology, også i Pasadena.
Dette silikatstøvet hjalp også astronomer med å bestemme hvor langt galaksene er fra Jorden. "Vi kan bryte lyset fra en fjern galakse ved hjelp av en spektrograf, men bare hvis vi ser en gjenkjennelig signatur fra et mineral som silikat, kan vi finne ut avstanden til den galaksen," sa Soifer.
I dette tilfellet ble galaksene datert tilbake til en tid da universet bare var tre milliarder år gammelt, mindre enn en fjerdedel av sin nåværende alder på 13,5 milliarder år. Galakser som ligner på disse i støvighet, men mye nærmere jorden, ble først antydet i 1983 via observasjoner gjort av den felles NASA-europeiske infrarøde astronomiske satellitten. Senere registrerte Det europeiske romfartsorganets infrarøde romobservatorium svakt sammenlignbare objekter i nærheten. Det tok Spitzers forbedrede følsomhet, 100 ganger større enn tidligere oppdrag, for å endelig oppsøke de støvete galaksene på store avstander.
National Optical Astronomy Observatory Deep Wide-Field Survey brukte National Science Foundation sitt 4 meter (13 fot) teleskop ved Kitt Peak National Observatory, som ligger sørvest for Tucson, Ariz.
NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, administrerer Spitzer Space Telescope-oppdraget for NASAs Science Mission Directorate, Washington, D.C. Vitenskapens operasjoner utføres ved Spitzer Science Center. JPL er en divisjon av Caltech. Den infrarøde spektrografen ble bygget av Ball Aerospace Corporation, Boulder, Colo. Og Cornell; utviklingen ble ledet av Houck. Multiband-billedfotometeret ble bygget av Ball Aerospace Corporation, University of Arizona, Tucson, Ariz., Og Boeing North American, Canoga Park, California; utviklingen ble ledet av Dr. George Rieke fra University of Arizona.
Den infrarøde astronomiske satellitten var en felles innsats mellom NASA, Science and Engineering Research Council, Storbritannia og Netherlands Agency for Aerospace Programs, Nederland.
Kunstnerens forestillinger, bilder og tilleggsinformasjon om Spitzer-romteleskopet er tilgjengelig på http://www.spitzer.caltech.edu.
Originalkilde: Spitzer News Release
