2012 년에 허블 우주 망원경 프론티어 필드 프로그램 (일명 허블 딥 필드 이니셔티브 2012)이 공식적으로 시작되었습니다. 이 프로젝트의 목적은 중력 렌즈 기술을 사용하여 우주에서 가장 희귀하고 가장 먼 은하를 연구하여 초기 은하 형성에 대한 지식을 발전시키는 것입니다. 2017 년에는 프론티어 필드 (Fronter Field) 프로그램이 마무리되었고 수집 한 모든 데이터를 분석하기위한 노력이 시작되었습니다.
프론티어 필드 데이터 (Frontier Fields) 데이터에서 가장 흥미로운 발견 중 하나는 별 형성 속도가 높은 저 질량 은하의 발견이었다. Abell 2744와 MACS J0416.1-2403에 대한“병렬 장”을 조사한 후,이 프로그램에 의해 연구 된 2 개의 은하단 – 한 쌍의 천문학 자들은 그들이“Little Blue Dots”(LBDs)라고 부르는 것의 존재를 발견했습니다. 이것은 은하 형성과 구상 성단에 영향을 미칩니다.
연구 결과는 최근 허블 우주 망원경 프론티어 필드의 작은 파란색 점 : 구상 성단의 전조? 연구팀은 Vassar College의 천문학 교수 인 Debra Meloy Elmegreen 박사와 T.J의 IBM Research Division의 천문학자인 Bruce G. Elmegreen 박사로 구성되었습니다. Yorktown Heights의 Watson Research Center.
간단히 말해, 프론티어 필드 프로그램은 허블 우주 망원경을 사용하여 각각 ACS (Advanced Camera for Surveys) 및 WFC3 (Wide Field Camera 3)와 함께 광학 및 근적외선 파장에서 6 개의 거대한 은하 클러스터를 관찰했습니다. 이 거대한 은하들은 허블이 직접 볼 수 없을 정도로 희미한 먼 은하들의 이미지를 확대하고 늘이는 데 사용되었다 (일명 중력 렌즈).
이 허블 카메라 중 하나는 은하단을 보는 반면, 다른 하나는 인접한 하늘의 패치를 동시에 볼 수 있습니다. 이 인접 패치들은“병렬 필드”로 알려져 있으며, 그렇지 않으면 초기 우주에 대한 가장 깊은 모습을 제공하는 희미한 영역입니다. Bruce Elmegreen 박사가 이메일을 통해 Space Magazine에 다음과 같이 말했습니다.
“HFF 프로그램의 목적은 은하단이있는 하늘의 6 개 지역에 대한 깊은 이미지를 촬영하는 것입니다.이 클러스터는 중력 렌즈 효과를 통해 배경 은하를 확대하기 때문입니다. 이런 식으로 우리는 하늘 만 직접 이미징하는 것보다 더 많은 것을 볼 수 있습니다. 이 확대 기술을 사용하여 많은 은하가 연구되었습니다. 은하단은 질량이 커서 큰 중력 렌즈를 만들기 때문에 중요합니다.”
이 프로젝트를 위해 사용 된이 6 개의 은하단에는 Abell 2744, MACS J0416.1-2403 및 그 평행 장이 포함되어 있으며, 후자는이 연구의 초점이었습니다. 이 클러스터들과 다른 클러스터들은 빅뱅 이후 6 억에서 9 억년 후에 존재하는 은하를 찾기 위해 사용되었습니다. 이 은하들과 각각의 평행선은 이미 이미지에서 은하계를 자동으로 발견하고 그 특성을 결정하는 컴퓨터 알고리즘을 사용하여 분류되었습니다.
연구 듀오가 그들의 연구에서 계속 설명하면서, 최근의 대규모 심층 조사는 더 높은 적색 편이에서 작은 은하에 대한 연구를 가능하게했다. 여기에는 특정 별 형성 속도가 높은 밝고 콤팩트하며 낮은 질량 은하 인“녹색 완두콩”과 심지어 별이 생성되는 강렬한 별을 나타내는 녹색 완두콩의 희미한 확장 인 작은 항성 은하 인 질량이 적은“블루 베리”도 포함됩니다 .
앞서 언급 한 카탈로그를 사용하고 Abell 2744와 MACS J0416.1-2403의 평행 장을 조사한 결과, 연구팀은 별 형성률이 높은 저 질량 은하의 다른 예를 찾고있었습니다. 이것의 목적은이 드워프 은하의 특성을 측정하고, 구상 성단이 형성된 것으로 알려진 위치와 일치하는지 확인하는 것이 었습니다.
그들이 찾은 것은“블루 베리”의 질량이 낮은 버전 인“작은 블루 도트”(LBS)라고 불렀습니다. Debra Elmegreen은 Space Magazine에 이메일을 통해 말했습니다.
“이미지를 조사 할 때 (각 분야에서 약 3400 개의 은하계가 발견되었습니다.) 가끔 작은 파란색 점으로 나타나는 은하계를 발견했습니다. 이는 브루스의 이전 왜소 은하에 대한 이론적 작업으로 인해 매우 흥미로 웠습니다. 출판 된 카탈로그에는 각 은하에 대한 적색 편이와 별 형성 속도 및 질량이 포함되어 있으며, 작은 파란색 점은 질량에 대한 별 형성 속도가 매우 낮은 저 질량 은하계 인 것으로 밝혀졌습니다.”
이 은하들은 구조를 보여주지 않았기 때문에 Debra와 Bruce는 은하의 이미지를 3 개의 서로 다른 범위의 적색 편이 (각각 약 20 개 은하로 나옴)로 쌓아서 더 깊은 이미지를 만들었습니다. Debra는“아직도 구조 나 희미한 확장 외부 디스크를 보여주지 않았지만 해상도는 한계가 있으며 평균 크기는 100-200 파섹 (약 300-600 광년)이고 질량은 수백만 배입니다. 우리 태양의 질량”
결국, 그들은이 LBD 내에서 별 형성 속도가 매우 높다고 결정했습니다. 그들은 또한이 왜소 은하들이 매우 젊어서 관측 당시 우주의 나이보다 1 %도 안된다고 지적했다. 브루스 박사는“이 작은 은하들은 방금 형성되었는데, 별의 형성 속도는 구상 성단을 설명하기에 충분히 높을 것이다. "
데브라와 브루스 엘메 그린은 높은 적색 편이 은하에 익숙하지 않습니다. 2012 년에 브루스 (Bruce)는 은하계 (및 대부분의 다른 은하계)를 공전하는 구상 성단이 초기 우주에서 왜소 은하에서 형성되었다고 제안하는 논문을 발표했다. 이 왜소 은하들은 우리와 같은 더 큰 은하들에 의해 획득되었을 것입니다. 그리고 성단들은 본질적으로 그들의 잔존물입니다.
구형 클러스터는 본질적으로 은하수 헤일로를 도는 거대한 별 클러스터입니다. 그것들은 일반적으로 약 1 백만개의 태양 질량이며, 아주 오래된 별들로 구성되어 있습니다. 은하수를 넘어서, 많은 사람들이 공통 궤도와 안드로메다 은하에 나타나고, 일부는 심지어 별의 흐름으로 연결된 것처럼 보입니다.
브루스가 설명했듯이, 그의 우주는 초기 우주에서 왜소 은하에서 구상 성단이 형성되었다는 이론에 대한 설득력있는 주장이다.
“이것은 금속이 빈약 한 구상 성단이 은하수와 같은 더 큰 은하들에 의해 포착되어 조력에 의해 찢어지는 작은 은하들의 밀집된 잔재임을 암시한다. 헤일로 구상 성단의 기원에 대한이 아이디어는 수십 년 전으로 거슬러 올라갑니다. 왜소한 은하들은 큰 은하들에 비해 금속이 나쁘기 때문에, 이것은 전체의 약 절반에 해당하는 금속이 부족한 것입니다. 초기 우주에서 더 많은 금속 가난한 사람들.”
이 연구는 허블 프론티어 필드 프로그램의 주요 목표 인 우주가 어떻게 진화했는지에 대한 우리의 이해에 많은 영향을 미칩니다. 초기 우주의 물체를 조사하고 그 속성을 결정함으로써 과학자들은 오늘날 우리가 익숙한 구조, 즉 별, 은하계, 성단 등이 실제로 어떻게 유래했는지를 결정할 수 있습니다.
이 같은 연구를 통해 과학자들은 우주가 어디로 가고 있는지, 그리고 앞으로 수백만에서 수십억 년 동안 같은 구조물이 어떻게 될지에 대한 교육 된 추측을 할 수 있습니다. 요컨대, 우리가 어디를 가졌는지 아는 것은 우리가 어디로 향하고 있는지 예측할 수있게합니다!
