Current issue: Volume 458 number 7239 pp679-796
Astrophysics: Hidden Universe uncovered
Por Ian SmailUna experiencia de volar en un globo al borde de la atmósfera ofrece ahora el más profundo infrarrojo del cielo alcanzado aún, revelando previamente identificados, polvo oscurecido, estrella de formación de galaxias en el Universo temprano.
Para el ojo humano, el cielo nocturno es una bóveda de estrellas. Con la ayuda de un pequeño telescopio se puede ver nuestros más cercanos vecinos galácticos, sensibles y el uso de detectores de acoplamiento de carga y el más grande del mundo de telescopios ópticos podemos ir más allá y mirar al más lejanos del Universo. Sin embargo, incluso las más sensibles de la luz visible estas encuestas se pierda gran parte de la luz emitida por las galaxias en la historia del Universo. Este faltante luz proviene de la más joven de las estrellas, que siguen siendo una cobertura en su natal nube de polvo. Nubes de polvo absorben las estrellas y volver a emitir en la medida que las longitudes de onda del infrarrojo. Encuestas del cielo en el infrarrojo y mucho más largo-longitud de onda submilimétricas wavebands por lo que son fundamentales si queremos obtener una imagen completa de la historia de la formación de estrellas de las galaxias, y, por tanto, para identificar más precisamente la época en la que las galaxias como la nuestra propia formación.
En la página 737 de esta cuestión, colleagues1 Devlin y presentar los resultados de un experimento que se identifica por primera vez las fuentes de la mayor parte de este gran y submilimétricas de emisión de infrarrojos en el Universo: una población de polvo oscurecido, de formación de estrellas, galaxias visto en los primeros 5 mil millones de años después del Big Bang. La implicación de estas observaciones es que la fase de crecimiento activo de la mayoría de las galaxias que se observan hoy en día está bien detrás de ellos - son la disminución en su equivalente de la mediana edad.
Durante más de una década, los astrónomos han sabido que el nacimiento de muchas de las estrellas jóvenes que se formó en las primeras galaxias en el Universo que se esconda de visión directa por el polvo y, por último, la medida surge en longitudes de onda del infrarrojo. Debido a la posterior expansión del Universo, esta medida-es la radiación infrarroja redshifted (su longitud de onda se estira a longitudes de onda más largas), y aparece en la banda hoy submilimétricas. Lamentablemente, la atmósfera de la Tierra es relativamente opaco a las longitudes de onda submilimétricas. Por lo tanto, para identificar a estos jóvenes, polvo oscurecido las galaxias, los astrónomos necesitan obtener sus experimentos por encima de la atmósfera, ya sea mediante el envío al espacio de vuelo o por ellos a gran altura.
Como su nombre indica, el Globo-a cargo de gran apertura submilimétricas Telescope (BLAST) utiliza un globo de gran altitud para volar con un telescopio de 2 metros de espejo y un sensible detector de submilimétricas una altura de hasta 40 kilómetros para llevar a cabo encuestas de la cosmos (Fig. 1). Devlin et al.1 informe de los resultados de BLAST más reciente de vuelo, un viaje de 11 días desde la estación McMurdo en la Antártida a finales de 2006. Este gran éxito de vuelo siempre nuestro primer representante de los mapas extragalácticos cielo en longitudes de onda de 250, 350 y 500 micras, la identificación de centenares de fuentes de emisión.
Las fuentes detectadas por BLAST es probable que alcance relativamente cerca de las galaxias, cuya estrella se ha mejorado la formación de perturbaciones menores, tales como las fusiones con las pequeñas galaxias, a través de violaciones masivas, el gas rico en galaxias de disco, que son gravitationally preocupada por las interacciones con otras galaxias o inherentemente inestable y se derrumbe en una ráfaga de formación de estrellas, a la más extrema y los acontecimientos más lejanos, "las colisiones cósmicas. Estas colisiones representan la fusión de dos (o más) 1032-arado que kilogramo galaxias entre sí en la velocidad relativa de un millón de kilómetros por hora. El impacto resultante provoca un estallido de formación de estrellas que consume todo el gas en el sistema y que en su pico tiene una luminosidad 1000 veces mayor que la de la Vía Láctea, lo que equivale a 1.013 soles. Estas ráfagas son capaces de formar a todas las estrellas en nuestra galaxia en menos de 100 millones de años - un instante en términos astronómicos - y son los más poderosos eventos Galactic escala conocida.
La combinación de estas diferentes poblaciones se refleja en la manera en que el número de fuentes de cambios en función de su brillo, o de flujo - el número de cuenta - en la explosión mapas. Si se observa la población estaba dominada por los alrededores de baja luminosidad, estrella de formación de galaxias, el número de cuenta que dependen de flujo (S) como S-2.5, el modelo euclidiano. Número de cuenta que se elevan considerablemente más débil en los flujos que el modelo predice euclideana significaría una mayor contribución de los más distantes y luminosos, fusión-desencadenó starbursts - la formación de estrellas en galaxias muy altas tasas.
El número de cuenta en la explosión mapas son más pronunciado que el modelo euclidiano (ver fig. 2 en la página 738), lo que demuestra que la mayoría de las fuentes es probable que se distancia starbursts visto en un momento en que el Universo era de 5 mil millones de años. Por otra parte, la cuenta son más escarpadas en el submilimétricas que en la gran banda de infrarrojos, lo que demuestra que estas son starbursts una población cada vez más importante en la galaxia submilimétricas banda. Devlin et al.1 confirman esta tendencia mirando cómo submilimétricas de emisión de la totalidad de la población de las galaxias con sus cambios de distancias de la Tierra.
El authors1 muestran que las más lejanas galaxias Starburst contribuir una fracción cada vez mayor del total de flujo detectadas en sus mapas como una se mueve a longitudes de onda más largas. Esta conclusión es coherente con las anteriores observaciones basadas en tierra a longitudes de onda alrededor de 1000 micras (a la que la atmósfera es transparente), donde la casi totalidad de las fuentes detectadas son muy luminosas y muy distantes starbursts2, potencialmente representa a la formación de galaxias masivas en una sola ráfaga de formación de estrellas. Después de su etapa juvenil de la actividad, estas galaxias se espera que evolucione más sedately. Como se observa hoy en día, su luz estará dominado por las personas mayores, estrellas rojas y sus características coinciden con las de las más masivas galaxias en el universo local.
Estudios de estos extremos eventos de formación de galaxias en el Universo temprano será ayudado por tres grandes anticipos adeudados durante el próximo año o así. En primer lugar, la cámara submilimétricas BLAST es en realidad una copia de uno que se iniciará en la ESA / NASA Observatory3 Espacial Herschel a finales de este año. El más grande, de 3,5 metros de diámetro de espejo de Herschel y el cielo más oscuro, incluso en el espacio significa que Herschel debería ser capaz de ver más allá de la galaxia de población identificados por BLAST. Herschel se mapa zonas más amplias del cielo y, por tanto, identificar a muchos miles de galaxias submilimétricas, en comparación con los 450 fuentes visto por BLAST. Este anticipo debe mejorar en gran medida las estadísticas de permitir el análisis y estudios más detallados de las distintas clases de fuentes submilimétricas.
En segundo lugar, el desarrollo de detectores de gran formato de trabajo en longitudes de onda submilimétricas (el primer ejemplo de que es el nuevo BUCEO-2 submilimétricas camera4 montado en el James Clerk Maxwell Telescope) facilitará aún más los estudios de las distantes y galaxias luminosas. Estas encuestas son necesarias si queremos comprender la física de los jóvenes que participan en las fases de formación de galaxias como la nuestra.
Por último, la puesta en marcha de la primera fase del Atacama Large Millimeter Array (ALMA) 5 proporcionará una mejora de 100 veces en la resolución espacial y la sensibilidad de submilimétricas mapas. Estas observaciones permitirán a los astrónomos estudiar la distribución de gas y la formación de estrellas dentro de estos principios de las galaxias, que a su vez ayudará a identificar el proceso físico que da lugar a estos ultraluminous ráfagas de formación de estrellas y su papel en la formación de las galaxias que vemos en el Universo de hoy.
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http://www.nature.com/nature/journal/v458/n7239/pdf/458710a.pdf
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