Flyvende observatorium kortlægger Mælkevejen

Et nyt panoramabillede baseret på data taget af NASA's Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) viser det travle centrum af vores galakse, som det aldrig er set før.

SOFIA er et luftbåret observatorium, der flyver op i de nedre områder af stratosfæren, omkring 40, 000 fod over jorden, at fange infrarøde billeder af kosmos. I disse højder, det flyvende teleskop kan omgå en del af Jordens atmosfære, der blokerer en betydelig mængde infrarødt lys.

Fra 1. juli til 11. juli 2019, forskere ledet af Matt Hankins, en postdoc ved Caltech, tog SOFIA med på adskillige flyvninger for at fange nye infrarøde visninger af de lyseste dele af midten af ​​vores galakse. Tidligere infrarøde teleskoper var ikke i stand til at fange disse områder, fordi den intense lysstyrke førte til overeksponerede billeder. I modsætning til disse teleskoper, SOFIA kan tage korte eksponeringer, reducerer chancerne for overmætning.

"Vi udfylder de mest aktive stjernedannende områder af det galaktiske center, som manglede på tidligere billeder, " siger Hankins, hovedefterforsker af programmet til at observere det galaktiske center med SOFIAs FORCAST (Faint Object Infrared Camera for SOFIA Telescope) instrument. Hankins arbejder i gruppen af ​​Mansi Kasliwal (MS '07, Ph.D. '11), adjunkt i astronomi ved Caltech.

Hankins kørte på SOFIA i i alt otte observerende løb. Under flyvningerne, han overvågede indgående data for at sikre, at de så ud som forventet. Fordi vind og andre faktorer kan påvirke længden af ​​hvert flyben, justeringer i sidste øjeblik af observationsplanen kan være nødvendige.

"Det er udyrets natur at have et flyvende observatorium, " siger han. "Når missionsdirektøren siger, at flyet skal vende sig for at fokusere på det næste mål, du skal videre. Hele operationen er meget koreograferet og planlagt ned til den anden, men ændringer i sidste øjeblik kan stadig forekomme."

Det nye panoramabillede viser SOFIA-data taget ved mid-infrarøde bølgelængder på 25 og 37 mikron (farvet grøn og blå, henholdsvis) overlejret på tidligere billeder taget af Herschel Space Observatory, en europæisk infrarød mission, der lukkede ned i 2013, og af NASAs Spitzer Space Telescope, en infrarød mission, der er planlagt til at blive nedlagt den 30. januar, 2020.

SOFIA-kortene afslører støv, der er blevet opvarmet af mange af de mest massive stjerner i regionen, inklusive nogle, der er op til 100 gange så massive som vores sol. Flere af disse støvfunktioner var ikke blevet fuldstændig løst i tidligere infrarøde kort, så de nye kort giver forskere mulighed for at studere disse lyse kilder på et detaljeringsniveau, som ikke var muligt før.

"Vi forstår stadig ikke, hvordan massive stjerner dannes i dette utroligt tætte område af vores galakse, " siger Hankins. "Mens det galaktiske center har adskillige massive stjerner, der ses på SOFIA-kortene, teorien antyder, at regionen burde have mange flere stjerner, end man kender i øjeblikket. At undersøge denne uoverensstemmelse er et vigtigt mål for vores undersøgelse."

Ligesom andre infrarøde teleskoper, SOFIA kan trænge gennem det kølige støv, der ligger mellem os og midten af ​​vores galakse. Fordi teleskoper med synligt lys ikke kan se gennem støvet, deres billeder afslører kun mørke skyer. Ved at observere ved mid-infrarøde bølgelængder, SOFIA er unikt placeret til ikke kun at se gennem det kølige støv, men også til at opfange signaturerne af varmt støv begravet i det galaktiske centrum.

Hankins siger også, at dette galaktiske kort vil tjene som en guide for NASAs kommende James Webb Space Telescope (JWST), planlagt til lancering i 2021. "Planlægning af JWST-observationer af infrarødt lys i denne region vil være meget vanskelig uden SOFIA-dataene. Disse kort vil være afgørende for at studere unge, massive stjerner i midten af ​​vores galakse i JWST-æraen, " han siger.

Et oversigtspapir, der fremhæver de første resultater, er blevet indsendt til offentliggørelse The Astrophysical Journal . Det fulde kalibrerede datasæt er i øjeblikket tilgængeligt for astronomer verden over til yderligere forskning via SOFIA Legacy-programmet.

SOFIA er et Boeing 747SP jetliner modificeret til at bære et teleskop med en diameter på 106 tommer.