史匹哲發現第一代天體猛烈焚燒所釋出的光

2012/06/15 | | 標籤:

美國航太總署(NASA)哥達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)科學家Alexander “Sasha" Kashlinsky等人,利用史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)精確測定宇宙中第一代天體所發出的幽暗熒光。這些第一代天體可能是大質量恆星,或是黑洞巨獸,只是因為距離非常非常遙遠,使得它們所發出的光暗得無法輕易偵測到。但透過史匹哲太空望遠鏡的紅外之眼,捕捉到這些第一代天體所發出的紅外光組態,讓科學家得以確認第一代天體數量繁多,而且使用太空燃料毫不吝惜的劇烈燃燒。

Kashlinsky表示:這些第一代天體本質上應該都極端明亮。雖然不能直接排除這些神秘的光源來自鄰近宇宙的可能性,但在分析研究之後,發現這些神秘光源愈來愈可能是來自遙遠而古老的宇宙。這項猜測,或許未來可藉助韋柏太空望遠鏡(James Webb Telescope)的幫助而解決。

史匹哲於2005年時首度捕捉到這些稱為宇宙紅外背景輻射(cosmic infrared background)的遙遠輻射形態,在2007年時又做了更精確的測量。在史匹哲進入延伸任務之後,科學家們也繼續深度研究不同天區的宇宙紅外背景輻射。Kashlinsky等人利用史匹哲研究天空中兩塊區域,每塊區域的觀察時間都超過400小時。

這些科學家小心翼翼的扣除此天區中所有已知恆星和星系,驚訝的發現居然不是空曠的黑,而是呈現某種昏暗的輻射型態,且這個紅外背景輻射型態與非常遙遠、如星系團等的大質量天體的分佈一致。右上圖是針對牧夫座一小塊1°×0.12°大小的天區所做的觀測,上方為4.5微米原始觀測結果,影像中可見前景恆星和遙遠星系;下方則是將已知恆星和星系移除,並將對比予以增加而讓背景輻射顯現出來。

宇宙約在137億年前經大霹靂而形成,大霹靂後不久,宇宙變開始逐漸冷卻,約在5億年之後,第一代恆星、星系和黑洞開始成形,由於材料充足,因此第一代恆星質量多半很大,核融合反應非常劇烈。天文學家認為某些宇宙「最初的光」可能已經悠遊數十億年之久,終於抵達史匹哲太空望遠鏡中。這些光最初應是可見光或甚至紫外光,但由於宇宙膨脹之故,波長被拉長而落在紅外波段裡,史匹哲因而得以捕捉到這些宇宙最初之光。

想像在雜訊如雪花斑斑的老電視的小螢幕上尋找某些特定圖案或型態,很難找出這些圖案的真實型態。可是如果在大一點、解析度好一點的螢幕來做相同的工作,驗證猜測的機會就大了很多。因此,史匹哲的新觀測將觀測區域擴展到2倍滿月面積這麼大,比先前其他類似偵測活動還大很多,並計畫未來將觀測區域繼續擴展,搜尋更多古老宇宙的線索。

資料來源:NASA’s Spitzer Finds First Objects Burned Furiously[2012.06.07]

轉載自台北天文館之網路天文館網站


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