【博科园-科学科普】尽可能地向遥远的宇宙观测,将会看到到我们所观察过的最早的星系。“哈勃前沿”项目的设计正是为了让这些微弱的、深度的观测,以及大量的科学成果。
像Abell S1063这样的前景星系团中,绝大多数的星系亮度都显示在这里,这使得使用引力透镜来识别超微弱、超遥远的背景星系是一个挑战。图片版权:NASA, ESA, and J. Lotz (STScI)
最引人注目的影响之一是引力透镜效应,一个巨大的前景质量,像一个星系群,弯曲和放大来自背景物体的星光,甚至比星团更远。“哈勃”前沿领域计划将许多这样的星系聚集在一起,使我们能够发现它们背后的一些星系:最深处、最遥远星系的候选星系。
引力透镜放大和扭曲背景光源,使我们能看到比以往更微弱、更遥远的天体。图片版权:ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh et al.
因为这些背景,超遥远的星系是如此的微弱,然而尽管放大了,也经常被前景星团内的星系发出的光淹没。因此测量、发现和理解超遥远星系的关键之一就是理解并减去来自星团的光。
正如所预料的:这是一些颇有争议的研究的主题,关于光度函数的许多争论。光的数量和类型描述了前景和背景星系中的恒星。如果能完美地模拟和减少前景的光,就可以看到更多的背景星系的百分比和更大的精确度。
这个超遥远的透镜星系的候选macs0647 - jd,在三个不同的位置被放大了,这多亏了前景mac J0647星团的引力透镜。图片版权:NASA, ESA, M. Postman and D. Coe (STScI), and the CLASH Team
减去减去错误的东西,就会开始“看到”那些仅仅是虚构的星系。这尤其具有挑战性,因为考虑到前景光源的污染和这些候选超遥远星系的内在微弱,例如使用光谱学无法进行后续确认。
有一些重要的不确定因素在起作用,包括:
1、在前景和背景星系中使用的亮度函数?
2、从角度大小来说,超远的星系有多大?
3、在集群的特定区域内(以及它位于何处)的质量是多少?
4、影响透镜星系的放大因子是什么?
5、检测效率?
星系群Abell 2744来自于哈勃前沿领域,质量显示在青色和放大,从紫红色显示。图片版权:STScI/NASA/CATS Team/R. Livermore (UT Austin)
今年早些时候天文学家蕾切尔利弗莫尔与史蒂文Finklestein和詹妮弗Lotz合作,应用一种新的和改进的技术,他们联合哈勃的前沿领域,发现一些微弱的最遥远的星系迄今为止发现,包括星系100倍微弱暗淡的星系从有史以来最深的调查:哈勃极端的深空。
最微小、最微弱、最遥远的星系被认为是哈勃最深处的图像。2017年的利弗莫尔(Livermore)的研究表明,由于引力透镜的作用,它们的强度可能会达到两个数量级。图片版权:Credit: NASA, ESA, R. Bouwens and G. Illingworth (UC, Santa Cruz)
意料之中的是,这个结果和这项技术引起了争议,其他一些研究人员对利弗莫尔等人提出了异议。这在科学上是正常的,讨论不同的技术、假设和方法是揭示系统错误的关键。当这些最终被整理出来的时候,将会对我们所见过的最微弱、最遥远的星系有最好的理解。
但在那一天到来之前,会有争论和分歧。将会有不同的模型,不同的结果,不同的结论,以及不同的建模方法,包括从一个集群到另一个集群的模型。现在,有五个独立的团队在处理这类问题,包括哈基姆·阿特克的团队,利弗莫尔学院和瑞查德·布瓦恩斯。在过去布瓦恩一直对利弗莫尔的作品持批评态度;他认为星系尺寸太大了。当然利弗莫尔认为,布文斯自己做出了错误的假设:关于lensing专业领域。围绕这些职业分歧的辩论和讨论是正常的,而且通常在人、会议和专业文献中发挥作用。
但在本周的一篇新论文中,Bouwens打破了职业分歧和个人欺凌之间的界限,并以惊人的方式做到了这一点。
在本月早些时候提交给《天体物理学杂志》的布文等人的脚注8和9。图片版权:Bouwens et al. (2017), via https://arxiv.org/pdf/1711.02090.pdf
在提交给《天体物理学杂志》的一篇论文中,Bouwens在他的论文中明确地指出了利弗莫尔。以下是一些关于这些脚注不专业、骚扰和不可接受的观点。(彼得·柯尔斯(Peter Coles)对此有一个很好的分类)
使用“申请样本!”最好的情况是,利弗莫尔的团队是不称职的,并且“声称他们的样本”是不合理的。在最坏的情况下,这表明它是捏造的。“声称”在报纸上出现了无数次,把贬损的意思提到了利弗莫尔的作品。
Bouwens引用了他自己的未发表的作品(R.J.)的事实布温等人(2017年)准备在《天体物理学杂志》上发表的关于利弗莫尔作品的驳斥是一个非常不恰当的举动。它宣称每个人都应该忽略利弗莫尔的作品,因为他有一些东西表明它是错误的,但不要担心它是什么。
最后,脚注第9号声明的荒谬之处,“……”有人可能会严重质疑利弗莫尔et al。(2017)实际上理解图7中突出的问题在声称扩展低频结果>−15杂志。图7是一个关于如何计算一个不是背景星系的流程图。所以这个单位说“她不知道怎么做她成功的工作。
如果Bouwens和Livermore是平等的,这将会是一个简单的问题。但事实是,Bouwens是终身男教授在一个男性占主导地位的分场(前面提到的五个团队工作的光度函数ultra-distant星系在哈勃前沿领域,利弗莫尔的团队是由一个女人),虽然利弗莫尔是年轻的,只有一个博士后(临时、初级、研究立场)和一个女人。最糟糕的是,它甚至没有建立在事实上。
星系群mac 0416来自于哈勃前沿领域,质量显示在青色和放大镜显示在洋红色。图片版权:STScI/NASA/CATS Team/R. Livermore (UT Austin)
利弗莫尔的研究是质量的,已经被接受出版,并且非常符合她领域的所有其他研究和结论。事实上即使与布维恩的工作相比,所有5个团队的结果都是一致的。(上述Atek团队的工作甚至比利弗莫尔的星系更大),然而布瓦恩斯已经把三篇论文的部分内容写进了利弗莫尔,现在他已经加强了他的游戏,在他的脚注里攻击她,甚至直接宣称她不理解她自己的作品。这是远远超过不专业;这是恃强凌弱,是骚扰,也是卑鄙。
在光学中,一个哈勃前沿领域的星团mac j0416.1 - 2403,通过引力透镜揭示了宇宙中曾经见过的最深奥、最暗的星系。图片版权:美国国家航空航天局/太空望远镜科学研究所
不管Rychard Bouwens怎么说或想什么,科学的社区价值观,并对利弗莫尔博士和她的工作非常重视,她的提议是由澳大利亚研究委员会资助的一个非常有声望的奖学金。其中一个主要原因,也许是唯一的原因——在许多科学领域中没有更多的女性,这是许多男性在这一领域的骚扰和欺凌行为。但我们所有人都要站出来反对这种行为的不可接受性。我们不会支持它的。它使我们成为一个更糟糕的社区,它从一件让我们所有人一起的事情中带走了时间和精力——对宇宙的理解和探索。
大星系团Abell 2744及其对背景星系的引力透镜效应,与爱因斯坦的广义相对论一致。
知识:科学无国界,博科园-科学科普
作者:Ethan Siegel(天体物理学家)
来自:Forbes science
编译:卿君侧
审校:博科园