Astronomientusiaster kanske undrar varför en kamera som kallas Dark Energy Camera (DECam) skulle användas för att avbilda en enda spiralgalax. DECam har faktiskt redan avslutat sitt huvudsakliga jobb, eftersom instrumentet användes för att slutföra Dark Energy Survey, som sträckte sig från 2013 till 2019. Som många människor, istället för att njuta av en lugn pension, DECam är fortfarande upptaget. Medlemmar av det astronomiska samfundet kan ansöka om tid för att använda det, och de insamlade uppgifterna behandlas och görs allmänt tillgängliga, tack vare Astro Data Archive vid Community Science and Data Center (CSDC) Program på NSF:s NOIRLab. DECams fortsatta drift gör också överdådigt detaljerade bilder som denna möjliga.

Messier 83, eller Southern Pinwheel, ligger i den södra konstellationen Hydra och är ett självklart mål för en vacker astronomisk bild. Den är orienterad så att den är nästan helt framifrån sett från jorden, vilket innebär att vi kan observera dess spiralstruktur i fantastisk detalj. Galaxen ligger cirka 15 miljoner ljusår bort, vilket gör det till en granne i astronomiska termer. Den har en diameter på cirka 50, 000 ljusår, så det är lite diminutivt i jämförelse med vår egen Vintergatan, som har en diameter på 100, 000–200, 000 ljusår. På andra sätt, dock, Southern Pinwheel ger förmodligen en bra uppskattning av hur vår Vintergatan skulle se ut för en avlägsen främmande civilisation.

Sex olika filter användes på DECam för att skapa denna spektakulära nya vy av en klassisk skönhet. Filter tillåter astronomer att välja vilka ljusvåglängder de vill se himlen i. Detta är avgörande för vetenskapliga observationer, när astronomer kräver mycket specifik information om ett objekt, men det tillåter också att färgglada bilder som denna kan skapas. Att observera himmelska föremål – som södra Pinwheel – med flera olika filter innebär att olika detaljer kan plockas fram. Till exempel, de mörka rankorna som ringlar sig genom galaxen är faktiskt dammbanor, blockerar ljuset. I kontrast, de klungade, ljusröda fläckar orsakas av glödande, het vätgas (som identifierar dessa som nav för stjärnbildning). Dammiga stigar och dynamisk joniserad gas har olika temperaturer, och är därför synliga i olika våglängder. Filter gör att båda kan observeras separat, och sedan kombineras till en intrikat bild. I alla, 163 DECam exponeringar, med en total sammanlagd exponeringstid på över 11,3 timmar, gick in på att skapa detta porträtt av Messier 83.

Ändå handlade dessa observationer inte bara om att skapa en vacker bild. De hjälper till att förbereda för kommande observationer av Vera C. Rubin Observatory, ett framtida program för NOIRLab. På tio års verksamhet, med start 2023, Rubin Observatory kommer att genomföra en aldrig tidigare skådad optisk undersökning av den synliga himlen med namnet Legacy Survey of Space and Time (LSST). "Messier 83-observationerna är en del av ett pågående program för att producera en atlas över tidsvarierande fenomen i närliggande södra galaxer som förberedelse för Rubin Observatorys Legacy Survey of Space and Time, " sa Monika Soraisam från University of Illinois, som är huvudutredare för DECams observationer av Messier 83. "Vi genererar flerfärgade ljuskurvor av stjärnor i denna galax, som kommer att användas för att tämja anstormningen av varningar som förväntas från LSST med hjälp av den senaste mjukvaruinfrastrukturen som NOIRLabs egen ANTARES-varningsmäklare."

Byggd av US Department of Energy (DOE), DECam är monterad på Víctor M. Blanco 4-metersteleskopet vid CTIO i Chile. DECam är ett kraftfullt instrument som använder 74 mycket känsliga laddningskopplade enheter (CCD) för att ta bilder. CCD:er är samma enheter som används för att ta bilder i vardagliga mobiltelefoner. Självklart, CCD:erna i DECam är mycket större, och de var speciellt utformade för att samla in mycket svagt rött ljus från avlägsna galaxer. Denna förmåga var avgörande för DECams ursprungliga syfte, Dark Energy Survey. Denna ambitiösa undersökning undersökte en av universums mest grundläggande frågor – varför expanderar vårt universum inte bara, men expanderar i en accelererande takt? I sex år undersökte DEcam himlen, avbilda de mest avlägsna galaxerna för att samla in mer data för att göra det möjligt för astronomer att ytterligare undersöka vårt accelererande universum. Att ta vackra bilder som denna måste verka mycket enklare för DECam.

"Medan DECam har uppfyllt sitt ursprungliga mål att slutföra Dark Energy Survey, det fortsätter att vara en värdefull resurs för det astronomiska samfundet, fånga svepande vyer av objekt som Messier 83 som både gläder sinnena och främjar vår förståelse av universum, sa Chris Davis, Programdirektör för NOIRLab vid National Science Foundation.