Spitzer完成其前沿领域的观察

Spitzer太空望远镜拍摄了这张星系星团Abell 2744（也称为潘多拉星团）的图像。美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台也在一项名为“前沿领域”项目的合作中，对该星团进行了研究。

NASA的Spitzer太空望远镜已经完成了对Frontier Fields的观测，天文学家正在努力将数据传递给天文学界。

在寻找宇宙最早的星系的过程中，NASA的Spitzer太空望远镜将其对Frontier Fields项目的观测进行了总结。这个雄心勃勃的项目结合了美国宇航局三大天文台（斯皮策，哈勃太空望远镜和钱德拉X射线天文台）的力量，以挖掘当前技术所允许的时间和空间。

即使使用当今最好的望远镜，也很难从相距130亿光年远的第一个星系中收集足够的光，以在其近似距离之外了解更多有关它们的信息。但是科学家拥有宇宙比例的工具来帮助他们的研究。由巨大的前景星系簇施加的引力会弯曲并放大遥远的背景物体的光线，从而有效地形成了宇宙变焦镜头。这种现象称为重力透镜。

Frontier Fields的观测结果瞄准了已知的最大质量的六个星系团中的六个，可通过最强大的变焦透镜观察到。这些镜头可以将微小的背景星系放大多达一百倍。借助Spitzer的新Frontier Fields数据以及Chandra和Hubble的数据，天文学家将了解有关最早星系的空前细节。

“ Spitzer已经完成了Frontier Fields的观测，我们很高兴能将所有这些数据提供给天文界，”位于加利福尼亚州帕萨迪纳市Caltech的NASA / JPL Spitzer科学中心的研究科学家Peter Capak说。 Spitzer负责Frontier Fields项目。

最近发表在《天文学与天体物理学》杂志上的一篇论文介绍了前沿领域研究的六个星系团中的两个星团的完整目录数据：Abell 2744（绰号Pandora的星团）和MACS J0416都位于相距约40亿光年的地方。为边疆场选择的其他星系团是RXC J2248，MACS J1149，MACS J0717和Abell 370。

渴望的天文学家将整理Frontier Fields目录中最微小，最暗的物体，其中许多应该被证明是有史以来最遥远的星系。哈勃的研究人员在三月份报道了当前的记录保持者，即一个名为GN-z11的星系，其惊人的距离为134亿光年，距大爆炸仅几亿年。这个银河系的发现不需要引力透镜，因为它是一个遥远的遥远物体，非常明亮。利用引力透镜所提供的放大倍数，Frontier Fields项目将使研究人员能够以如此难以置信的距离研究典型物体，从而绘制出更准确，更完整的宇宙最早星系图。

天文学家想了解这些原始星系是如何产生的，它们的组成质量如何发展成恒星，以及这些恒星如何通过在其热核炉中融合化学元素来丰富星系。为了了解最早的星系的起源和演化，这些星系非常微弱，天文学家需要在一定频率范围内收集尽可能多的光。利用来自这些星系的足够的光，天文学家可以进行光谱学检查，通过检查光中印记的化学元素的特征来提取有关恒星组成，温度及其环境的细节。

卡帕克说：“采用前沿领域的方法，最遥远和最微弱的星系已经变得足够明亮，以至于我们可以开始对它们进行某些确定的事情，例如它们的恒星形成历史。”

由于宇宙已在其138亿年的历史中扩展了，所以从很远的物体发出的光在其漫长的到达地球的旅程中就被拉伸或转移了。因此，在“前场”中观察到的引力透镜背景星系中的恒星发出的光学光已红移为红外。Spitzer可以使用这种红外线来测量星系中恒星的大小，从而为银河系的质量提供线索。结合Spitzer和Hubble看到的光，天文学家可以识别可观测宇宙边缘的星系。

同时，哈勃望远镜用光学和近红外光扫描边境领域的星系团，该团簇在到达地球的过程中已经从紫外光中移出了红移。钱德拉（Chandra）则观察由黑洞和周围热气体发出的高能X射线中的前景星系团。与斯皮策一起，太空望远镜放大了星系团的质量，包括其看不见但实质性的暗物质含量。确定星团的总质量是量化它们在背景星系上产生的放大倍率和畸变的关键步骤。最近在Frontier Fields项目中有关MACS J0416和MACS J0717簇的最新多波长结果已于2015年10月和2016年2月发表。这些结果还带来了来自Karl G.Jansky超大型阵列的无线电波观测，可以看到原本由气体和尘埃所掩盖的恒星形成区域。

Frontier Fields的合作激发了参与这项工作的科学家的灵感，他们期待着计划于2018年发射的James Webb太空望远镜更深入地探索宇宙。

“边境领域一直是一个完全由社区主导的项目，这与许多这种规模的项目通常采用的方式不同，”斯皮策科学中心的史蒂芬·隆巴迪（Lisa Storrie-Lombardi）表示。“人们聚在一起，真正拥护Frontier Fields。”

除了六个Frontier Fields星系星团之外，Spitzer还对Hubble凝视的其他更浅的领域进行了后续观测，从而扩大了进行了相当深入观测的宇宙区域的总数。这些附加领域将进一步成为韦伯和未来仪器研究的丰富领域。

出版物：M. Castellano等人，“ ASTRODEEP前沿领域目录II。《 Abell-2744和MACS-J0416中的光度红移和静止框架特性》，A＆A 590，A31（2016）； doi：10.1051 / 0004-6361 / 201527514