哈勃发现迄今最遥远星系,红移达7.51it-414

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2020-05-18 23:12:04热度:作者:美食家来源:http://www.signalshq.com

哈勃发现迄今最遥远星系,红移达7.51 原文标题:Galaxy Found in Hubble平江世界气象日科普进校园 Survey Has Farthest Confirmed Distance原文作者:Dr. Steven Finkelstein,Dr. Casey Papovich,Dr. Mark Dickinson,Dr. Bahram Mobasher;Ray Villard来自:哈勃官网; 发表时间:2013.10.23;翻译:gohomeman1 审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载)2013.10.23:一个国际天文学家团队,根据光谱红移值的 测第50个世界地球日科普知识竞赛答案量,确认了迄今最遥远的 星 系 纪录。该星 系 存在于宇宙大爆炸后仅7亿年的 时间,仅为当前138亿岁的 5%而已。该星 系 以及几十个类似星 系 ,自新世界+科普是在美国宇航局(NASA)和精美的科普知识手抄报欧洲空间局(ESA)合作的 哈勃太空望远镜所实施的 河外星 系 近红外组合深空巡天遗产项目(CANDELS)中,从大约10万个星 系 中挑选出来,并在后续观测中逐个确认的 。团队使用夏威夷的 凯克1#望远镜测量了特别编号为z8_GND_5296星 系 的 红移,确定它达到7.51,从而成为最高的 星 系 红移记录。遥远星 系 的 光因为宇宙膨胀而红移(类似多普勒效应)。CANDELS场及本文所述星 系 的 定位图。大图科普知识宣讲:5.5MB,版权:NASA,ESA;研究者团队,下同。本图由哈勃第三代广域相机(WFC3)和高级巡天相机(ACS)拍摄图像合成,其红色对应于近红外波段。以下内容来自 http://mcdonaldobservatory.org/news/releases/2013/10/23德克萨斯州立大学奥斯汀分校的 史蒂文•芬克斯坦(Steven Finkelstein)带领的 团队发现了迄今最遥远的 星 系 。该星 系 位于宇宙大爆炸后仅7亿年的 时空中。虽然NASA的 哈勃望远镜还提供了更多的 星 系 候选者,其中几十个星 系 可能是早期宇宙中更遥远更早的 ,但是本文中的 星 系 却是使用凯克(Keck)I望远镜能够在后续观测中确定距离的 最远星 系 (其余的 候选星 系 因未能辨认光谱的 原始谱线,未确定距离——译注)。Keck是位于夏威夷的 一对望远镜,口径在当前为最大。研究报告刊登在13.10.24出版的 《自然》杂志上。本文首席作者。Finkelstein解释:“我们想通过研究极遥远星 系 而知道它们是如何随时间而演化的 ,少儿科普ppt 飞机这有助于了解银河系 的 来龙去脉。”因此,本次发现的 星 系 非常令人振奋,研究报告第二作者、德州农工大学的 Casey Papovich继续解说:“我们回溯到仅相当于当前138亿岁年龄5%的 早期宇宙中。”因为光以恒定的 299,792,458米/秒在宇宙中运行,所以我们通过观测遥远的 天体,就能了解星 系 的 演化。越遥远的 天体,我们看到的 就是它越早期的 过去。细节决定成败。Finkelstein强调:“当我们对星 系 演化下明确结论前,首先要保证你观测的 是正确的 星 系 对象。”这意味着,天文学家必须使少儿科普 漫画图片大全用严格的 方法测量星 系 距离,确保它们是位于正确的 宇宙纪元中。

极遥远的 早期星 暴星 系 的 模拟图,其辐射主要在紫外波段。在哈勃河外星 系 近红外组合深空巡天遗产项目(CANDELS)项目的 约10万个星 系 中,Finkelstein团队挑选出包括本文星 系科普知识介绍 在内的 数个星 系 ,进行后续观测。史蒂文本身就是该项目的 成员。CANDELS是哈勃历史上进行的 最大项目,累计观测时间超过了一个月。团队根据CANDELS项目中星 系 的 颜色进行初步筛选。Finkelstein指出,这种方法简单有效,但却不够保险。因为较近的 天体,也可能是深红色的 。要发现潜在的 早期宇宙中的 星 系 ,决定性手段是测量它们的 光谱,从而判断它们的 光到底因宇宙膨胀而发生多大幅度的 红移。团队申请了位于夏威夷、当今地球上口径最大的 光学/近红外望远镜之一——凯克天文台的 I号望远镜(Ⅱ号口径也是10米,译注),测量CANDELS中特别编号为z8_GND_5296的 光谱。结果确定它的 红移达7.51,或者说它的 光是宇宙大爆炸后仅7亿年时发出的 。

PDF插图,Keck I 获得的 光谱图。凯克(Keck)I号望远镜新近安装的 多目标光学/近红外光纤摄谱仪(MOFIRE),适合观测需求。Finkelstein特别指出:“MOSFIRE仪的 效率极高。它不但具有高灵敏度,还能同时观测多个目标。因此我们团队仅用2个夜晚就完成了43个CANDELS目标星 系 的 光谱测量,而且质量高于以往。”(要知道这种超级望远镜的 观测时间很是宝贵,竞争极为激烈——译注)研究者通过确定星 系 的 特征元素光谱,就可以准确测定其距离。在遥远星 系 中,该光谱通常就是氢原子从能级2跃回基态(最低能级1)时发出的 紫外光——Lyman(莱曼)α线。在宇宙大爆炸后10亿年后存在的 遥远星 系 ,几乎都具有该特征谱线。但更早期的 宇宙中,因为某种原因,它们变得难以看见。在43个CANDELS候选星 系 中,Finkelstein团队仅在一个目标中探测到Lymanα(缩写Lyα)辐射线。Finkelstei科普知识讲座学习体会n庆幸到:“我们很高兴看到了Lyα线,但接踵而至的 疑问就是:为什么其他的 星 系 都看不到该辐射线?我们在最好的 大气条件下,使用当前最强的 望远镜、最好的 光谱仪,观测的 是最佳的 目标对象,为什么只在43个样本中看到了一个?我们本来预期能看到6个的 ……问题有么有?”研究者怀疑,他们观测的 宇宙时代,已经处于宇宙再电离纪元中。当宇宙逐渐变冷后,宇宙电离时代的 所有质子和电子都结合为中性氢原子(不是氢分子哦),它吸收像Lyα线这样紫外辐射,宇宙就是不透明的 。随着第一代恒星 及第一代星 系 的 强烈紫外辐射电离了氢原子,而宇宙膨胀及逐渐充斥宇宙的 紫外光使得这些质子和电子复合为氢原子变得越来越慢、越来越难,宇宙终于变成(对紫外光是)透明的 。该时段称为宇宙再电离纪元。其余的 目标可能就少儿科普纪录片英文是因为被中性氢原子的 墙所吸收阻挡,而无法看到它们的 Lyα线(氢原子当然对可见光是透明的 ,但可见光经过大幅度红移后的 微米波段,被地球大气完全吸收,无法进行光谱分析——译注)。

PDF插图,光谱可以对应两个红移值,右图表明,1.78红移对应的 氧禁线,在整体上的 平方离差值过大,可信度很低;而7.51红移有着很好的 整体光谱拟合图。虽然天文学家团队仅从43个CANDELS候选样本中确定了一个星 系 的 距离,但这唯一的 星 系 却是非凡的 。z8_GND_5296不但打破了我们已知的 星 系 距离纪录(从编号z8可见,团队期望它红移在8附近,译注),而且它以极高的 速率在孕育恒星 ——每年约150个太阳质量,相当于银河系 的 150倍。此前该天区发现的 最遥远星 系 纪录为红移7.2,碰巧也是一个疯狂形成恒星 的 星 系 。Finkelstein总结道:“我们由此知道了早期宇宙的 部分秘密。高产恒星 区域比我们以前想象的 明显多……我们在如此小的 天区中就看到2个星 暴星 系 ,它们显然是当时宇宙的 正常成员(而非罕见情况)。”团队还使用NASA的 斯必泽红外空间望远镜(强大的 团队申请能力……)对z8_GND_5296进行确认观测。斯必泽能够测量星 系 中电离氧的 含量,有助于进一步约束其恒星 产量;并能把那些干扰天体排除出去,比如富含尘埃的 邻近矮星 系 (因尘埃吸收在光学/近红外波段变得很红,但尘埃云本身在远红外波段会相当亮;而极遥远天体肯定是很暗的 ——译注)。

PDF插图,哈勃和斯必泽在各个波段的 图像;光学波段完全看不见,说明其红移值不会低。团队期望未来在该天区有进一步的 发现。德克萨斯州立大学奥斯汀分校是规划中的 25米口径巨型麦哲伦望远镜(GMT)的 发起人之一,GMT不久就将在智利的 高山顶动工开建。GMT的 集光能力约为Keck的 5倍,有望看到更遥远星 系 暗得多的 发射线。虽然当前的 观测因宇宙再电离而碰壁,我们还有许多活可干。Finkelstein期望:“宇宙再电离并非一蹴而就。有了GMT,我们就能发现更多星 系 (的 光谱),把我们的 研究触角向宇宙大爆炸时期继续延伸。”团队成员还包括:加州大学河滨分校的 Bahram Mobasher,美国国家光学天文台(NOAO)的 Mark Dickinson,德州农工大学的 Vithal Tilvi,德克萨斯州立大学奥斯汀分校的 Keely Finkelstein(团队领导的 妻子?)和 Mimi Song(姓宋的 女助手)。