天文学者は初めて、ハッブル宇宙望遠鏡によって取得された宇宙の最も深い光学画像と、適応光学のための洗練された新しいレーザーガイド星系を使用して、スペクトルの近赤外部分の同等に鮮明な画像を組み合わせることができましたハワイのWMケック天文台で。今週サンディエゴで開催されたアメリカ天文学会（AAS）会議で発表された新しい観測は、宇宙が約50億光年の距離で見られた、コアに巨大なブラックホールがある衝突銀河の前例のない詳細を明らかにします。現在の年齢の半分強。
遠方の銀河を赤外線の範囲で観測すると、光学波長で見ることができるより古い星の集団が明らかになり、赤外線はまた、光学光よりも星間塵の雲に浸透しやすくなります。遠方の銀河の新しい赤外線画像は、カリフォルニア大学サンタクルーズ校、UCLA、およびW.ケック天文台の研究者チームによって取得されました。カリフォルニア大学サンタクルーズ校の大学院生で研究の筆頭著者であるジェイソンメルボルンは、最初の発見にはいくつかの驚きが含まれており、研究者は今後数週間にわたってデータを分析し続けると述べた。
「これまでに赤外線でこのレベルの空間解像度を達成することはできませんでした」とメルボルンは言いました。
メルボルンの他に、UCSCのDavid KooとUCLAのJames Larkinが率いる研究チームには、UCSCのJennifer Lotz、Claire Max、Jerry Nelsonが含まれています。 UCLAのシェリー・ライトとマシュー・バーシーズ。アントニンH.ブシェ、ジェイソンチン、スコットハートマン、エリックヨハンソン、ロバートラフォン、デビッドルミグナント、ポールJ.ストムスキー、ダグラスサマーズ、マルコスA.ヴァンダム、ピーターL.ウィズウィッチ（ケック天文台）。
「宇宙のこれらの深い画像で初めて、同じレベルの空間分解能で、光から赤外線まですべての波長の光をカバーできるようになりました。これにより、遠方の銀河の詳細な下部構造を観察し、他の方法では得ることができなかった精度でそれらの構成星を研究することができます。
画像は、ライトとケックAOチームが10メートルのケックII望遠鏡でレーザーガイドスター補償光学システムをテストしているときに取得しました。これらは、新しいシステムで取得された、遠方の銀河の最初の科学品質の画像です。 UCLAのラーキン氏は、これは、補償光学を使用して初期宇宙のかすかな遠方の銀河の大量のサンプルを観察する、Adaptive Optics Treasury Survey（CATS）にとって大きな一歩だと語った。
」私たちは、明るい星の周りのデータを取得するために、数年間非常に一生懸命取り組んできました。しかし、私たちは観察できるオブジェクトの数とタイプに関して非常に制限されています。レーザーを使って初めて、私たちは今最も豊かで最もエキサイティングなターゲットに到達できます。」ラーキンは言った。
補償光学（AO）は、大気のぼかし効果を補正します。これにより、地上の望遠鏡で見られる画像が大幅に劣化します。 AOシステムはこのぼやけを正確に測定し、1秒あたり数百回の補正を適用して、可変形状ミラーを使用して画像を補正します。ぼやけを測定するには、望遠鏡の視野に明るい点光源が必要です。これは、レーザーを使用して上層大気のナトリウム原子を励起し、それらを輝かせることによって人工的に作成できます。このようなレーザーガイド星がないと、天文学者は明るい星（「自然ガイド星」）に頼らざるを得なくなり、AOを空で使用できる場所が大幅に制限されます。さらに、自然のガイド星は明るすぎて、空の同じ部分にある非常にかすかな遠方の銀河を観測することができないとクー氏は語った。
「ケックにレーザーガイドスターが登場したことで、補償光学観測の可能性が広がりました。ハック宇宙望遠鏡からの素晴らしい深い光学画像がすでにあるフィールドに、ケックを使用して焦点を合わせることができます」とクー氏は語った。
ケック望遠鏡のミラーの直径はハッブルのミラーの4倍であるため、大気のぼかし効果を克服するレーザーガイドスター補償光学システムを利用できるようになったため、近赤外線でハッブルの4倍の鮮明な画像を取得できます。
AASミーティングで提示されている画像は、GOODS-Southフィールドと呼ばれる空の領域で取得されたもので、ハッブル、チャンドラX線天文台、その他の望遠鏡によってすでに深い観測が行われています。チャンドラが特定した2つのX線源を含む、画像には6つのかすかな銀河があります。メルボルンによれば、X線の放射とこれらのオブジェクトの無秩序な形態が組み合わさって、最近の合併活動が示唆されたという。合併は大量の物質を銀河の中心に注ぎ込むことができ、銀河中心からのX線放出は物質を積極的に消費している巨大なブラックホールの存在を示しています。
「私たちは今、最近の合併を経た銀河を見ていることをかなり確信しています」とメルボルンは言いました。 「これらのシステムの1つは二重の核を持っているので、実際には融合している銀河の2つの核を見ることができます。もう1つのシステムは非常に無秩序で、列車の事故のように見え、はるかに強力なX線源です。」
銀河核をX線放射で照らすことに加えて、合併はガスの雲に衝撃を与えて圧縮することにより、新しい星の形成を引き起こす傾向があります。そのため、研究者たちは、二重核を持つシステムが比較的古い星によって支配されており、多くの若い星を生成しているようには見えないことに気づいて驚いた。
「私たちが合併シナリオについて正しい場合、この合併は数十億年前にすでにほとんどの星を形成していて、新しい星を作るために残されたガスが多くなかった2つの銀河間で発生しています」とメルボルンは言った。
追加の調査で、そのようなオブジェクトが昔から一般的であることが示された場合、これらの観察は銀河形成のパズルの1つを説明するのに役立ちます。階層的な銀河形成の一般的な理論によれば、大きな銀河は、小さな銀河同士の融合によって数十億年に渡って築かれています。合併が星形成を引き起こすので、若い星の重要な集団を欠く非常に大きな銀河の存在を説明することは困難でした。
「1つのアイデアは、古い星でいっぱいの2つの銀河であるが、ほとんどガスではないが、多くの新しい星を形成することなく融合する、いわゆるドライマージを行うことができるということです。この目的で私たちが見ていることは、完全な合併と一致しています」とメルボルンは言った。 「乾式合併の場合でも、ブラックホールにガスを供給してX線を放出するのに十分なガスがまだあるかもしれませんが、星形成の強力なバーストを生み出すには十分ではありません。」
今年後半にスピッツァー宇宙望遠鏡から予想される中赤外波長でのさらなる観測は、これを確認するのに役立つかもしれません。メルボルン氏によると、スピッツァーのデータは、これらの観測を解釈する上で重要な変数である銀河のダスト含有量をより適切に示すとのことです。
レーザーガイドスター補償光学システムは、W。ケック財団から資金提供を受けました。人工レーザーガイドスターシステムは、ローレンスリバモア国立研究所とWの間のパートナーシップで開発および統合されました。レーザーは、ディーペニントン、カーティスブラウン、およびパムダンフォースの助けを借りて、ケックに統合されました。 NIRC2近赤外線カメラは、カリフォルニア工科大学、UCLA、およびケック天文台によって開発されました。ケック天文台は、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、および全米航空宇宙局の科学的パートナーシップとして運営されています。
この作品は、UC Santa Cruzが管理する全米科学財団の科学技術センターであるCenter for Adaptive Opticsによってサポートされています。
元のソース：ケックニュースリリース
