哈勃捕捉到最大的近紅外圖像 以發(fā)現(xiàn)宇宙中最罕見(jiàn)的星系

這項(xiàng)研究將發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

“自30多年前發(fā)射以來(lái)，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡引領(lǐng)了對(duì)星系在宇宙最后100億年中如何變化的研究的復(fù)興，”多倫多大學(xué)文理學(xué)院鄧?yán)仗煳膶W(xué)和天體物理學(xué)研究所的鄧?yán)昭芯繂T和該研究的主要作者Lamiya Mowla說(shuō)。

“D-DASH計(jì)劃擴(kuò)展了哈勃在廣域成像方面的遺產(chǎn)，因此我們可以開(kāi)始揭開(kāi)我們自己的星系之外的神秘面紗。”

3D-DASH首次為研究人員提供了整個(gè)宇宙場(chǎng)的完整的近紅外調(diào)查，這是銀河系以外最豐富的銀河系外研究數(shù)據(jù)領(lǐng)域之一。作為哈勃觀(guān)測(cè)到的最長(zhǎng)、最紅的波長(zhǎng)--剛好超出人眼可見(jiàn)的范圍--近紅外意味著天文學(xué)家能夠更好地看到最遠(yuǎn)的最早的星系。

天文學(xué)家還需要搜索廣闊的天空區(qū)域來(lái)尋找宇宙中的罕見(jiàn)天體。直到現(xiàn)在，這樣大的圖像只能從地面上獲得，而且存在分辨率低的問(wèn)題，這限制了可以觀(guān)察到的東西。3D-DASH將有助于識(shí)別獨(dú)特的現(xiàn)象，如宇宙中質(zhì)量最大的星系、高度活躍的黑洞，以及處于碰撞和合二為一邊緣的星系。

“我對(duì)怪物星系很好奇，它們是宇宙中質(zhì)量最大的星系，由其他星系的合并形成。它們的結(jié)構(gòu)是如何成長(zhǎng)的，是什么推動(dòng)了它們形態(tài)的變化？” Mowla說(shuō)，她在2015年作為耶魯大學(xué)的一名研究生開(kāi)始從事這個(gè)項(xiàng)目。“使用現(xiàn)有的圖像來(lái)研究這些極其罕見(jiàn)的事件是很困難的，這也是促使我們?cè)O(shè)計(jì)這項(xiàng)大型調(diào)查的原因。”

為了對(duì)如此廣闊的一片天空進(jìn)行成像，研究人員采用了哈勃的一項(xiàng)新技術(shù)，即DASH（Drift And SHift）。DASH創(chuàng)建的圖像比哈勃的標(biāo)準(zhǔn)視野大八倍，它通過(guò)捕捉多個(gè)鏡頭，然后將其拼接成一個(gè)主拼接圖，類(lèi)似于用智能手機(jī)拍攝全景照片。

DASH也比典型的技術(shù)更快地拍攝圖像，在哈勃的每條軌道上拍攝八張照片，而不是一張照片，在250小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了以前需要2000小時(shí)的目標(biāo)。

“3D-DASH在COSMOS領(lǐng)域增加了一個(gè)新的獨(dú)特觀(guān)測(cè)層，也是通向未來(lái)十年空間調(diào)查的墊腳石，”馬克斯-普朗克天文學(xué)研究所數(shù)據(jù)科學(xué)主管和該研究的主要研究者Ivelina Momcheva說(shuō)。“它給我們提供了一個(gè)偷窺未來(lái)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)，并使我們能夠開(kāi)發(fā)新的技術(shù)來(lái)分析這些大型數(shù)據(jù)集。”

3D-DASH覆蓋的總面積幾乎是地球上看到的天空中月亮的六倍。這個(gè)記錄可能會(huì)一直被哈勃的繼任者JWST所打破，而JWST是為敏感的特寫(xiě)圖像而建造的，可以捕捉到小范圍內(nèi)的精細(xì)細(xì)節(jié)。這是天文學(xué)家可獲得的最大的天空近紅外圖像，直到下一代望遠(yuǎn)鏡在未來(lái)十年內(nèi)發(fā)射，如南希·格雷斯·羅曼太空望遠(yuǎn)鏡和Euclid。

在此之前，專(zhuān)業(yè)天文學(xué)家和業(yè)余觀(guān)星者都可以使用由哥本哈根大學(xué)尼爾斯-玻爾研究所宇宙曙光中心的教員Gabriel Brammer創(chuàng)建的3D-DASH圖像的交互式在線(xiàn)版本來(lái)探索天空。