バルーン実験で遠赤外線背景の謎を解く

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科学者達は、地球の大気、そして古代の宇宙塵を通り過ぎて、宇宙の最初の50億年の間に形成された銀河を垣間見る方法を発見しました。

ジャーナルネイチャーで本日リリースされた新しい研究は、宇宙の端からのいくつかを含む、星形成領域からの遠近両方からの史上初のニュースを明らかにします。

調査結果は、長い間謎に包まれていた遠赤外線背景の情報源も明らかにします。

この発見は、2006年に南極上空120,000フィート(36,576メートル)浮かんだ気球搭載の大口径サブミリメータ望遠鏡(BLAST)から生まれました。

BLASTチームは、NASAの3つの「大規模な観測所」であるハッブル宇宙望遠鏡、スピッツァー宇宙望遠鏡、チャンドラ宇宙望遠鏡によって他の波長で研究された、Great Observatories Origins Deep Survey–South(GOODS-South)と呼ばれる空の特定の領域をマッピングすることを選択しました。ある壮大な11日間の気球飛行で、BLASTは10年間の地上観測で検出されたサブミリスターバースト銀河の総数の10倍以上を発見しました。

ペンシルバニア大学の筆頭著者であるマーク・デブリン氏は、「星形成をしている私たち自身の銀河の何千もの小さな雲から、宇宙の銀河まで、すべてを測定しました」と述べました。

1980年代と1990年代には、Ultraluminous InfraRed Galaxiesと呼ばれる特定の銀河が、私たち自身のローカル銀河よりも数百倍も多くの星を誕生させていることがわかりました。 70〜100億光年離れたこれらの「スターバースト」銀河は、COBE衛星によって発見された遠赤外線背景を構成すると考えられていました。このバックグラウンド放射の最初の測定以来、より高解像度の実験がそれを構成する個々の銀河を検出しようとしました。

BLAST調査では、1ミリメートル未満の波長での望遠鏡調査測定値と、スピッツァー宇宙望遠鏡からのはるかに短い赤外線波長でのデータを組み合わせています。結果は、すべての遠赤外線背景が個々の遠方の銀河に由来し、本質的に放射線の起源に関する10年前の問題を解決していることを確認しています。

星の形成は、水素ガスと少量のダストで構成される雲の中で起こります。ほこりは若くて熱い星からの星の光を吸収し、雲を絶対零度(または30ケルビン)のおよそ30度まで加熱します。光は、はるかに長い赤外線とサブミリメートルの波長で再放射されます。

したがって、宇宙の光エネルギーの50%は、若い銀河を形成する赤外線からの光です。実際、遠赤外線の背景には、宇宙の星や銀河から放射される光学的な光と同じだけのエネルギーがあります。見慣れた夜空の光学画像では、星形成の宇宙の歴史を描いた写真の半分が欠けていると著者らは述べている。

「BLASTは私たちに宇宙の新しい見方を与えてくれました」とBLASTのカナダの主任研究員であるトロント大学のバースネッターフィールド氏は述べました。銀河。」

付き添いで ニュースとビュー 作品、著者、英国のダラム大学の計算宇宙学者であるIan Smailは、次のように書いています。「これらの観察の意味は、今日見られるほとんどの銀河の活発な成長段階がそれらの背後にあることです。それらは真ん中と同等に減少しています。年齢。"

彼はまた、宇宙の初期におけるこれらの極端な星形成イベントの研究は、来年かそこらで予定されている3つの主要な進歩によって助けられると指摘しました。ESA/ NASAハーシェル宇宙天文台のサブミリカメラ。ジェームズ・クラーク・マクスウェル望遠鏡に搭載されたものを含む、サブミリ波の波長で動作する大判検出器の開発。そして、Atacama Large Millimeter Array(ALMA)の最初のフェーズ。

「このような観測により、天文学者はこれらの初期の銀河内のガスと星の形成の分布を研究することができます」とSmailは書いています。スペースマガジンにある銀河です。」

LEAD IMAGE CAPTION:南極で打ち上げる直前のBLAST望遠鏡。 BLASTが手前にあり、次に2800万立方フィートの風船があり、その後ろには火山エレバス山があります。クレジット:Mark Halpern

出典:Nature and a University of Pennsylvaniaのプレスリリース(まだオンラインではありません)。画像、写真、天空図、および完全な調査は、BLAST Webサイトで入手できます。

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