เครดิตรูปภาพ: ESO
ทีมนักดาราศาสตร์ในยุโรปและชิลีได้ค้นพบกาแลคซีขนาดใหญ่หลายแห่งในระยะทาง 8 พันล้านปีแสงซึ่งจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างและวิวัฒนาการของจักรวาล กระจุกกาแลคซีถูกค้นพบโดยการรวมภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ XMM-Newton ของ ESA และกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากของ ESO กระจุกกาแลคซีไม่ได้แพร่กระจายอย่างสม่ำเสมอ แต่ดูเหมือนจะถูกพันผ่านจักรวาลเหมือนเว็บและจนถึงตอนนี้ดูเหมือนว่ารูปร่างของกระจุกดาวเหล่านี้จะไม่เปลี่ยนแปลงเนื่องจากจักรวาลยังเล็กมาก ..
ด้วยการใช้ดาวเทียม ESA XMM-Newton ทีมนักดาราศาสตร์ในยุโรปและชิลี [2] ได้รับภาพเอ็กซ์เรย์สนามกว้างที่สุดในโลกของเอกภพจนถึงปัจจุบัน มุมมองที่น่าสนใจเมื่อประกอบกับการสำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์ออปติกที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและมีประสิทธิภาพที่สุดรวมถึงกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก ESO (VLT) ทำให้เกิดการค้นพบกาแลคซีขนาดใหญ่หลายแห่ง
ผลลัพธ์แรกเริ่มจากโครงการวิจัยที่มีความทะเยอทะยานเป็นสิ่งที่น่ายินดีเป็นอย่างยิ่งและปูทางสำหรับการสำรวจสำมะโนประชากรของกลุ่มกาแล็กซีที่ครอบคลุมและทั่วถึงในยุคที่หลากหลาย โครงการนี้มีจุดประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับโครงสร้างและวิวัฒนาการของจักรวาลที่อยู่ห่างไกลด้วยเทคโนโลยีทางดาราศาสตร์ชั้นแนวหน้าและด้วยประสิทธิภาพการสังเกตที่ไม่มีใครเทียบได้
เว็บสากล
ไม่เหมือนกับเม็ดทรายบนชายหาดสสารไม่ได้แพร่กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งจักรวาล แต่กลับกระจุกตัวอยู่ในกาแลคซีซึ่งรวมตัวกันเป็นกระจุก (และแม้แต่กระจุกดาว) กลุ่มเหล่านี้เป็น "เครียด" ทั่วทั้งจักรวาลในโครงสร้างที่คล้ายกับเว็บ cf ESO PR 11/01
ยกตัวอย่างเช่นกาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเรานั้นเป็นของ Local Group ซึ่งประกอบด้วย "Messier 31" Andromeda Galaxy กลุ่มโลคัลมีกาแลคซีประมาณ 30 แห่งและวัดระยะทางไม่กี่ล้านปีแสง กลุ่มอื่น ๆ มีขนาดใหญ่กว่ามาก กลุ่ม Coma ประกอบด้วยกาแลคซีนับพันและการวัดมากกว่า 20 ล้านปีแสง อีกตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือกลุ่มกันย์ซึ่งครอบคลุมไม่น้อยกว่า 10 องศาบนท้องฟ้า!
กลุ่มของกาแลคซีเป็นโครงสร้างที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในจักรวาล พวกมันมีมวลตามลำดับของหนึ่งพันล้านล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา การกระจายพื้นที่สามมิติและการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของจำนวนนั้นเปลี่ยนไปตามเวลาของจักรวาลและให้ข้อมูลเกี่ยวกับพารามิเตอร์ทางดาราศาสตร์หลักในลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์
ประมาณหนึ่งในห้าของมวลที่มองไม่เห็นของกระจุกดาวนั้นอยู่ในรูปของก๊าซร้อนที่กระจายอยู่ระหว่างกาแลคซี ก๊าซนี้มีอุณหภูมิตามลำดับหลายสิบล้านองศาและมีความหนาแน่นของลำดับหนึ่งอะตอมต่อลิตร ที่อุณหภูมิสูงเช่นนี้จะปล่อยรังสีเอกซ์ที่มีประสิทธิภาพ
การสำรวจก๊าซอวกาศนี้ไม่ใช่เพียงแค่กาแลคซีแต่ละแห่งเท่านั้นที่เหมือนกับการได้เห็นอาคารของเมืองในเวลากลางวันไม่ใช่แค่หน้าต่างที่มีแสงสว่างในเวลากลางคืน นี่คือเหตุผลที่กลุ่มกาแลคซีค้นพบได้ดีที่สุดโดยใช้ดาวเทียม X-ray
การใช้ดาวเทียม X-ray ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์ได้ทำการศึกษาอย่าง จำกัด เกี่ยวกับโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลใกล้เคียง อย่างไรก็ตามพวกเขายังขาดเครื่องมือในการขยายการค้นหาไปสู่ปริมาณมากของจักรวาลที่ห่างไกล
การสำรวจสนามกว้าง XMM- นิวตัน
มาร์เกอริตปิแอร์ (CEA Saclay, ฝรั่งเศส) กับทีมนักดาราศาสตร์ชาวยุโรป / ชิลีที่รู้จักกันในชื่อกลุ่ม XMM-LSS [2] ใช้มุมมองขนาดใหญ่และความไวสูงของหอสังเกตการณ์ X-ray หอสังเกตการณ์ XMM-Newton ของ ESA ค้นหากระจุกกาแลคซีระยะไกลและทำแผนที่การกระจายตัวในอวกาศ พวกเขาสามารถมองย้อนกลับไปประมาณ 7,000 ล้านปีสู่ยุคจักรวาลเมื่อจักรวาลมีขนาดและอายุประมาณครึ่งหนึ่งเมื่อกาแลคซีกระจุกแน่นกว่านี้
การติดตามกลุ่มเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนหลายขั้นตอนซึ่งต้องใช้ทั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศและกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน อันที่จริงจากภาพ X-ray ที่มี XMM เป็นไปได้ที่จะเลือกวัตถุที่มีหลายตัวเลือกหลายกลุ่มซึ่งระบุว่าเป็นพื้นที่ของรังสีเอกซ์ที่เพิ่มขึ้น (cf PR Photo 19b / 03)
แต่การมีผู้สมัครไม่เพียงพอ! พวกเขาจะต้องได้รับการยืนยันและศึกษาเพิ่มเติมด้วยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน ตามด้วย XMM-Newton นั้น Pierre ใช้กล้องอิมเมจที่มีความกว้างมากติดกับกล้องโทรทรรศน์แคนาดา - ฝรั่งเศส - ฮาวายขนาด 4 ม. บน Mauna Kea, Hawaii เพื่อถ่ายภาพพื้นที่ในพื้นที่เดียวกัน จากนั้นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่ปรับแต่งแล้วจะรวมข้อมูล XMM-Newton เพื่อหาความเข้มข้นของรังสีเอกซ์ที่แนะนำโครงสร้างที่ขยายใหญ่ เหล่านี้เป็นกระจุกดาวและแสดงเพียงประมาณ 10% ของแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่ตรวจพบ กาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปส่วนใหญ่
กลับไปที่พื้นดิน
เมื่อโปรแกรมพบกลุ่มมันจะขยายเข้าไปในพื้นที่นั้นและแปลงข้อมูล XMM-Newton เป็นแผนที่ความเข้มของรังสีเอกซ์ซึ่งจะถูกทับลงบนภาพออพติคอล CFHT (PR Photo 19c / 03) นักดาราศาสตร์ใช้สิ่งนี้เพื่อตรวจสอบว่ามีสิ่งใดปรากฏอยู่ในบริเวณที่มีการปล่อยรังสีเอกซ์
หากมองเห็นสิ่งใดงานก็จะเปลี่ยนไปเป็นหนึ่งในกล้องโทรทรรศน์ออพติคอล / อินฟราเรดชั้นนำของโลกกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มาก (VLT) แห่งหอดูดาวยุโรปตอนใต้ที่ปารานัล (ชิลี) โดยใช้เครื่องมือหลายโหมด FORS นักดาราศาสตร์ซูมเข้าในกาแลคซีแต่ละแห่งในสนามทำการวัดสเปกตรัมที่เปิดเผยลักษณะโดยรวมของพวกมันโดยเฉพาะอย่างยิ่ง redshift และระยะทาง
กาแลคซีของกระจุกนั้นมีระยะทางใกล้เคียงกันและการวัดเหล่านี้จะให้ระยะทางโดยเฉลี่ยระยะทางของกระจุกดาวรวมถึงการกระจายความเร็วในกระจุก เครื่องมือ FORS เป็นหนึ่งในเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพและหลากหลายที่สุดสำหรับงานประเภทนี้โดยพิจารณาจากสเปกตรัม 30 กาแลคซีในแต่ละครั้ง
การสำรวจทางสเปกโทรสโกปีครั้งแรกที่อุทิศให้กับการระบุและการวัด redshift ของกระจุกกาแลคซี XMM-LSS เกิดขึ้นในช่วงสามคืนในฤดูใบไม้ร่วงปี 2545
เมื่อวันที่มีนาคม 2546 มีเพียง 5 กลุ่มที่รู้จักกันในวรรณคดีที่ redshift ขนาดใหญ่ที่มีสเปคตรัมที่วัดได้ด้วยสเปคโตรโฟฟีพอที่จะประเมินการกระจายตัวของความเร็ว แต่ VLT อนุญาตให้ได้รับการกระจายตัวในกระจุกที่อยู่ห่างไกลใน 2 ชั่วโมงเท่านั้นซึ่งเป็นการเพิ่มความคาดหวังอย่างมากสำหรับการทำงานในอนาคต
700 spectra ...
Marguerite Pierre เป็นเนื้อหาที่ยอดเยี่ยม: สภาพอากาศและสภาพการทำงานที่ VLT นั้นเหมาะสมที่สุด ในสามคืนเท่านั้นมีการค้นพบกลุ่มกระจุกดาว 12 แห่งซึ่งมีกาแลกซีสเปกตรัมไม่น้อยกว่า 700 ดวง กลยุทธ์โดยรวมพิสูจน์แล้วว่าประสบความสำเร็จมาก ประสิทธิภาพการสังเกตที่สูงของ VLT และ FORS สนับสนุนแผนการของเราในการศึกษาติดตามกลุ่มกระจุกระยะไกลจำนวนมากซึ่งมีเวลาสังเกตค่อนข้างน้อย สิ่งนี้แสดงถึงการเพิ่มขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดเมื่อเทียบกับการค้นหาในอดีต
โปรแกรมการวิจัยในปัจจุบันได้เริ่มต้นขึ้นอย่างดีแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงความเป็นไปได้ของวิธีการใช้กล้องหลายตัวแบบใหม่นี้และประสิทธิภาพที่สูงมาก และมาร์เกอริตปิแอร์และเพื่อนร่วมงานของเธอได้เห็นผลลัพธ์ที่ยั่วเย้าครั้งแรกดูเหมือนว่าจะยืนยันว่าจำนวนกลุ่ม 7,000 ล้านปีที่ผ่านมานั้นแตกต่างจากในปัจจุบันเล็กน้อย พฤติกรรมเฉพาะนี้ถูกทำนายโดยแบบจำลองของจักรวาลที่ขยายออกไปตลอดกาลผลักดันกาแลคซีแห่งกระจุกกาแลคซีไกลออกไป
ความสำคัญเท่าเทียมกันวิธีการหลายกล้องโทรทรรศน์ที่พัฒนาโดยกลุ่ม XMM-LSS นี้เพื่อค้นหากลุ่มของกาแลคซียังถือเป็นขั้นตอนต่อไปที่สำคัญในการประสานพลังอันสมบูรณ์แบบระหว่างอวกาศและหอสังเกตการณ์บนพื้นดิน หอดูดาวเสมือนจริงเตรียมพร้อม
ข้อมูลมากกว่านี้
งานนี้มีพื้นฐานอยู่บนเอกสารสองฉบับที่จะตีพิมพ์ในวารสารดาราศาสตร์ระดับมืออาชีพดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์ (การสำรวจ XMM-LSS: I. แรงบันดาลใจทางวิทยาศาสตร์การออกแบบและผลลัพธ์แรกโดย Marguerite Pierre et al., astro-ph / 0305191 และ XMM -LSS survey: II. กลุ่มกาแลคซี redshift สูงเป็นครั้งแรก: ระบบผ่อนคลายและยุบตัวโดย Ivan Valtchanov et al., astro-ph / 0305192)
ดร. เอ็มปิแอร์จะพูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ที่ IAU Symposium 216 - แผนที่ของจักรวาล - วันพฤหัสบดีที่ 17 กรกฎาคม 2546 ในระหว่างการประชุมสมัชชา IAU ในซิดนีย์ประเทศออสเตรเลีย
หมายเหตุ
[1]: นี่เป็นการวางจำหน่าย ESO / ESA ที่ประสานงานกัน
[2]: กลุ่ม XMM-LSS นำโดย Service d’Astrophysique du CEA (ฝรั่งเศส) และประกอบด้วยสถาบันจากสหราชอาณาจักรไอร์แลนด์เดนมาร์กเดนมาร์กเนเธอร์แลนด์เบลเยียมฝรั่งเศสอิตาลีเยอรมนีสเปนและชิลี โฮมเพจของโครงการ XMM-LSS ดูได้ที่ http://vela.astro.ulg.ac.be/themes/spatial/xmm/LSS/index_e.html
[3]: ในทางดาราศาสตร์“ redshift” หมายถึงเศษส่วนที่เส้นในสเปกตรัมของวัตถุถูกเลื่อนไปทางความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของวัตถุทางดาราศาสตร์เพิ่มขึ้นตามระยะทางการเปลี่ยนระยะทางของกาแลคซีทางไกลก็ให้การประมาณระยะทางด้วย
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว ESO
