Hvordan skjuler du noget så stort og lyst som en galakse? Du kvæler det i kosmisk støv. NASAs Spitzer-rumteleskop så gennem sådan støv for at afdække en skjult befolkning af monstrøst lyse galakser ca. 11 milliarder lysår væk.
Disse mærkelige galakser er blandt de mest lysende i universet og skinner med det ækvivalente lys fra 10 billioner soler. Men de er så langt væk og så gennemblødt i støv, det tog Spitzers meget følsomme infrarøde øjne for at finde dem.
”Vi ser galakser, der i det væsentlige er usynlige,” sagde Dr. Dan Weedman fra Cornell University, Ithaca, N.Y., medforfatter til undersøgelsen, der detaljerede opdagelsen, der blev offentliggjort i dagens udgave af Astrophysical Journal Letters. ”Tidligere infrarøde missioner antydede tilstedeværelsen af lignende støvede galakser for over 20 år siden, men disse galakser var tættere. Vi måtte vente på, at Spitzer kiggede langt nok ind i det fjerne univers for at finde disse. ”
Hvor kommer alt dette støv fra? Svaret er ikke helt klart. Støv er kæmpet ud af stjerner, men det vides ikke, hvordan støvet, der opvikles, dryssede rundt omkring galakserne. Et andet mysterium er galaksernes ekstraordinære lysstyrke. Astronomer spekulerer i, at en ny race med usædvanligt støvede kvasarer, de mest lysende genstande i universet, muligvis lurer inde. Kvasarer er som kæmpe lyspærer i centrum af galakser, drevet af enorme sorte huller.
Astronomer vil også gerne afgøre, om støvede, lyse galakser som disse til sidst udviklede sig til svagere, mindre grumsete som vores egen Mælkevej. ”Det er muligt, stjerner som vores sol voksede op i støvet, lysere kvarterer, men vi ved det virkelig ikke. Ved at studere disse galakser får vi en bedre idé om vores egen galakas historie, ”sagde Cornells Dr. James Houck, hovedforfatter af undersøgelsen.
Det Cornell-ledede team scannede først en del af nattehimlen efter tegn på usynlige galakser ved hjælp af et instrument på Spitzer kaldet multiband-billedfotograf. Holdet sammenlignede derefter de tusinder af galakser, der blev set i disse infrarøde data, med de dybeste tilgængelige, jordbaserede optiske billeder af den samme region, opnået af National Optical Astronomy Observatory Deep Wide-Field Survey. Dette førte til identifikation af 31 galakser, som kun kan ses af Spitzer. "Det store område tog os mange måneder at undersøge fra jorden," sagde Dr. Buell Jannuzi, medhovedundersøgelsesleder for Deep Wide-Field Survey, "så de støvede galakser, som Spitzer fandt, er virkelig nåle i en kosmisk høstak."
Yderligere observationer ved hjælp af Spitzers infrarøde spektrograf afslørede tilstedeværelsen af silikatstøv i 17 af disse 31 galakser. Silikatstøvkorn er planetariske byggesten som sand, kun mindre. Dette er længst tilbage i tiden, hvor der er fundet silikatstøv omkring en galakse. "At finde silikatstøv i denne meget tidlige epoke er vigtig for at forstå, når planetariske systemer som vores egne opstod i galaksenes udvikling," sagde Dr. Thomas Soifer, studiemedlem, direktør for Spitzer Science Center, Pasadena, Californien, og professor i fysik ved California Institute of Technology, også i Pasadena.
Dette silikatstøv hjalp også astronomer med at bestemme, hvor langt væk galakserne er fra Jorden. ”Vi kan bryde lyset fra en fjern galakse ved hjælp af en spektrograf, men kun hvis vi ser en genkendelig signatur fra et mineral som silikat, kan vi finde ud af afstanden til den galakse,” sagde Soifer.
I dette tilfælde blev galakserne dateret tilbage til en tid, hvor universet kun var tre milliarder år gammelt, mindre end en fjerdedel af dets nuværende alder på 13,5 milliarder år. Galakser, der ligner disse i støv, men meget tættere på Jorden, blev først antydet i 1983 via observationer foretaget af den fælles NASA-europæiske infrarøde astronomiske satellit. Senere registrerede Det Europæiske Rumagenturs infrarøde rumobservatorium svagt sammenlignelige objekter i nærheden. Det tog Spitzers forbedrede følsomhed, 100 gange større end tidligere missioner, for endelig at opsøge de støvede galakser i store afstande.
National Optical Astronomy Observatory Deep Wide-Field Survey anvendte National Science Foundation's 4 meter (13 fod) teleskop ved Kitt Peak National Observatory, der ligger sydvest for Tucson, Ariz.
NASAs Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien, administrerer Spitzer-rumteleskopmissionen for NASAs Science Mission Directorate, Washington, D.C. Videnskabsoperationer udføres i Spitzer Science Center. JPL er en afdeling af Caltech. Den infrarøde spektrograf blev bygget af Ball Aerospace Corporation, Boulder, Colo. Og Cornell; dens udvikling blev ledet af Houck. Multiband-billeddannelsesfotometret blev bygget af Ball Aerospace Corporation, University of Arizona, Tucson, Ariz., Og Boeing North American, Canoga Park, Californien; dens udvikling blev ledet af Dr. George Rieke fra University of Arizona.
Den infrarøde astronomiske satellit var en fælles indsats mellem NASA, Science and Engineering Research Council, Det Forenede Kongerige og det nederlandske agentur for luftfartsprogrammer, Holland.
Kunstnerens forestillinger, billeder og yderligere oplysninger om Spitzer-rumteleskopet er tilgængelige på http://www.spitzer.caltech.edu.
Oprindelig kilde: Spitzer News Release
