哈勃发现了一组韦伯应该检查的星系

宇宙充满了像我们这样的巨大星系,但天文学家并不完全了解它们是怎样成长和演化的。 他们知道第一批星系至少早在大爆炸后 6.7 亿年就形成了。 他们知道合并在星系的成长中发挥着作用。 天文学家也知道超大质量黑洞与星系的生长有关,但他们不知道具体怎样。

哈勃对星系的新调查应该可以帮助天文学家解决其中的一些问题。

该调查称为 3D-漂移和移位 (3D-DASH。) 3D-DASH 是对天空的高分辨率近红外成像和光谱测量,用于绘制恒星形成区域的地图。 它是同类中最大的。 目标是找到詹姆斯韦伯太空望远镜可以在后续观测中瞄准的稀有星系物体。

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一篇题为“3D-DASH:最宽的近红外哈勃太空望远镜巡天”的论文展示了新的马赛克。 它将发表在《天体物理学杂志》上,目前可在印前网站 arxiv.org 上找到。 主要作者是多伦多大学艺术与科学学院邓拉普天文学与天体物理研究所的邓拉普研究员拉米亚·莫拉。

“自 30 多年前发射以来,哈勃太空望远镜引领了对过去 100 亿年宇宙中星系怎样变化的研究的复兴,”主要作者莫拉说。 “3D-DASH 计划扩展了哈勃在广域成像方面的传统,因此我们可以开始解开我们自己之外的星系之谜。”

3D-DASH 是对早期工作的改进,称为 宇宙. COSMOS 使用多个天基和地面望远镜,使用光谱学、X 射线和无线电成像技术覆盖了 2 平方度的赤道场。 它包含超过 200 万个星系,跨越了宇宙年龄的 75%。

这张图片显示了 3D-DASH 的前身 COSMOS 所覆盖的天空。  3D-DASH 将覆盖同一块天空,但会增加近红外观测。 图片来源:宇宙/加州理工学院。
这张图片显示了 3D-DASH 的前身 COSMOS 所覆盖的天空。 3D-DASH 将覆盖同一块天空,但会增加近红外观测。 图片来源:宇宙/加州理工学院。

3D-DASH 通过在近红外中测量其全部内容来改进 COSMOS。 这很重要,因为它可以让天文学家看到最遥远、最早的星系。

调查规模在星系研究中至关重要。 为了取得成效,调查必须确定宇宙中的独特现象:最大的星系、最古老的星系和即将合并的星系对于扩大我们对星系的理解至关重要。 高度活跃的黑洞也是如此。 但要找到这些,天文学家需要他们可以梳理的巨大图像。

这是 3D-DASH 马赛克。 放大的面板显示了大量明亮的物体,可以在这个高分辨率的河外婚礼蛋糕浅层中进行研究。 图片来源:莫拉等人。  2022 年。
这是 3D-DASH 马赛克。 放大的面板显示了天文学家可以在这个高分辨率的河外婚礼蛋糕浅层中研究的大量明亮物体。 图片来源:莫拉等人。 2022 年。

以前的调查并不那么可靠,因为它们是基于地面的。 它们的分辨率低,限制了天文学家可以从它们身上学到的东西。 3D-DASH 不受这些限制。

“我对巨型星系很好奇,它们是宇宙中由其他星系合并形成的最大的星系。 它们的结构是怎样发展的,是什么推动了它们形式的变化?” Mowla 说,他在 2015 年开始从事该项目,当时他还是耶鲁大学的研究生。 “使用现有图像很难研究这些极其罕见的事件,这就是设计这项大型调查的动机。”

3D-DASH 允许天文学家创建稀有人口普查 close 成对的星系。 它们对于研究星系合并率的演变至关重要。 这些星系对相隔不到 20 千秒差距。 图片来源:莫拉等人。  2022 年。
3D-DASH 允许天文学家创建稀有人口普查 close 成对的星系。 它们对于研究星系合并率的演变至关重要。 这些星系对相隔不到 20 千秒差距。 图片来源:莫拉等人。 2022 年。

DASH 代表 Drift And SHIft,这是 Mowla 和她的同事们提出的新成像技术的名称。 DASH 类似于使用智能手机拍摄全景图像。 该方法捕获多张图像,然后将这些图像拼接成一张巨大的图像。 DASH 可以节省大量时间,它可以在 250 小时内拍摄图像,而以前需要 2000 小时。

它通过在每个哈勃轨道上捕获八张图像而不是一张来做到这一点。 八张图像中只有第一张是指向的,接下来的七张是在哈勃“漂移和移动”时拍摄的。 该技术意味着数据缩减程序要求更高,但结果是值得的。

“3D-DASH 在 COSMOS 领域增加了一层新的独特观测,也是未来十年空间调查的垫脚石,”马克斯普朗克天文学研究所数据科学负责人兼该项目的首席研究员 Ivelina Momcheva 说。学习。 “它让我们能够窥见未来的科学发现,并让我们能够开发新技术来分析这些大型数据集。”

3D-DASH 还允许天文学家对过去 5 回中罕见的大质量恒星形成星系中最活跃的恒星形成区域进行普查。 这些图像中的每一个都是 40 千秒差距平方。 图片来源:莫拉等人。  2022 年。
3D-DASH 还允许天文学家对过去 5 回中罕见的大质量恒星形成星系中最活跃的恒星形成区域进行普查。 这些图像中的每一个都是 40 千秒差距平方。 图片来源:莫拉等人。 2022 年。

3D-DASH 为詹姆斯韦伯太空望远镜提供了一份银河目标清单,该望远镜应该很快就会开始科学观测。 这 ‘早期宇宙‘ 和 ‘随着时间的推移星系‘ 是 JWST 的两个总体科学目标。 “韦伯前所未有的红外灵敏度将帮助天文学家将最微弱、最早的星系与今天的大螺旋和椭圆星系进行比较,帮助我们了解数十亿年来星系是怎样聚集的,”美国宇航局写道。 3D-DASH 的目标列表将有助于推进这些目标。

您可以探索马赛克的在线版本 这里.

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