哈勃科学前沿场的最前沿

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2017-05-16 22:34:32 | 作者:gohomeman1译 | 来源:欧洲哈勃信息中心 | 浏览:1705次 ]

原文标题:The final frontier of the Frontier Fields

原文作者:J. Lotz;Mathias Jäger

来自:欧洲哈勃信息中心; 发表时间:2017.5.4

翻译:gohomeman1  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)

2017.5.4:美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃太空望远镜,深入宇宙深空60亿光年,揭示超级星系团Abell 370及后方背景星系、前所未见的细节特征,题图的效果相当震撼。Abell 370是哈勃科学前沿场项目的目标之一,该项目利用超大质量星系团的引力透镜效应,研究极早期宇宙和神秘的暗物质。

哈勃拍摄的Abell 370及所在星空,超大图:134MB,版权:NASA、ESA,研究者团队;下同。

本图由哈勃高级巡天相机(ACS)和第三代广域相机(WFC3)拍摄,图像视场:2.08×2.32角分。伪彩配色如下:ACS,435nm(纳米)的蓝光,配色蓝;606nm的红光,蓝;814nm的近红外光,黄;WFC3,1.05微米的近红外光,黄;1.25微米的H波段、1.4微米的J波段、1.6微米的H波段近红外光,红。图像中心坐标:赤经2时39分52.87秒,赤纬-1°34′36.59″。

Abell 370位于南天的鲸鱼座,离地球约60亿光年,由数百个星系组成(注1)。早在二十世纪八十年代中叶,高分辨率(当年)的图像就显示,位于星系团左下角的长长的巨大光弧,不太可能是星系团内部的奇特结构,而更可能是一种天体物理现象:引力透镜效应,它应该是星系团后方1倍距离远(约120亿光年处)的星系像。哈勃的精细图像揭示,这其实是一个普通的旋涡星系的两个畸变像叠加连接在一起,那个旋涡星系恰好就在星系团的视线方向。

Abell 370的强大引力弯曲了其周围空间的形状,使得背景星系的星光沿着多个光路到达地球,并且都被扭曲和放大。这个效应的结果就是,我们能够在星系团核心周围,看到围绕着一系列光弧和拉伸的像。大质量星系团就相当于天然的望远镜,帮助天文学家看到星系团背后极遥远的星系——瞥见宇宙大爆炸后仅仅只有几亿岁年龄的宇宙初始阶段。

哈勃拍摄的6个星系团及外围区,大图:29.3MB

本题中的Abell 370是2009年规划的哈勃(科学)前沿场(Frontier Fields)的一部分,本部分就占用哈勃整整630个小时的观测时间,期间哈勃将绕行地球约560周。项目中的6个星系团分别被仔细地多次、分时段详细曝光,而Abell 370是计划之内最后一个观测对象。在此之前的其他目标的观测数据已经公布,因为观测时间相对较短,没有获得本例这么深的数据。

在观测Abell 370等核心区的同时,哈勃还平行观测了另外6个区域,它们位于星系团外围,曝光时间与星系团核心区域相同。每个星系团及周边区域的成像,红外波段由第三代广域相机(WFC3)实施,光学波段由高级巡天相机(ACS)进行。

科学前沿场项目借助星系团的引力透镜效应,产生迄今最深空的星系团后方星系的放大图像。这些观测帮助天文学家了解恒星和星系如何在宇宙的黑暗时代逐渐出现,黑暗时代的宇宙中充满了不透明的中性氢气(所以是黑暗的)。

哈勃拍摄的Abell 370核心区与周围边缘区,超大图:77.1MB

对Abell 370这样大质量星系团的研究,还有助于我们测量星系团中暗物质和普通(重子)物质的分布。通过分析其引力透镜的效果,天文学家已经知道Abell 370包含2个大型的、分离的暗物质团块,这提供了它是两个相对较小的星系团合并而成的证据。

到此为止,科学前沿场项目的观测任务已经完成,天文学家能够使用完整的哈勃数据,以详尽的细节角度,探索星系团、它们的引力透镜效应,和早期宇宙中被放大的那些星系。

附注:

1、星系团是宇宙中通过引力集聚而成的最大的天体结构,通常由相对较小的星系群通过合并(碰撞)而成长。本例中的星系团可包含1000个以上的星系;以及炽热的发出明亮X线的星系际气体(但极为稀薄,不用担心,译注)。所有这些,通过暗物质的引力聚合在一起。

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