Приголомшливе глибоке інфрачервоне зображення Всесвіту, зроблене космічним телескопом Джеймса Вебба, показало 42 нових зображення галактик, виявляючи безпрецедентну глибину форми лінзи, що з часом може допомогти нам побачити перші галактики.
виявлення Космічний телескоп Джеймса Вебба Глибоке зображення президента США Джо Байдена в спеціальній презентації Подія в Білому домі Кого затримали 11 липня, трималося в суворій таємниці. Команди астрономів боролися за те, щоб першими проаналізувати його, з трьома новими дослідницькими роботами, опублікованими на сервері попереднього друку спільноти протягом тижня після публікації зображення.
«Чесно кажучи, ми трохи засмутилися!» Бренда Фрай, астроном з обсерваторії Стюарда в Університеті Арізони та співавтор однієї з статей, розповіла Space.com. «Зазвичай ми маємо попередження за рік-два, але ніхто цього не бачив [this release] Приїжджаю в цей час».
Галерея: Перші зображення космічного телескопа Джеймса Вебба
Пов’язані: Як працює космічний телескоп Джеймса Вебба?
The галактика Скупчення SMACS J0723.3-7327, відоме скорочено як SMACS J0723, входить до групи скупчень галактик, зображених Веббом для різних зйомок гравітаційних лінз. Крім того, сказав Фрай, у SMACS J0723 не було нічого виняткового – досі.
Красиво підібрано [to be one of the first images] Тому що це була відносно невідома ціль».
гравітаційна лінза Явище, коли сила тяжіння дуже масивного об’єкта змушує простір вигинатися в форму, схожу на оптичну лінзу, спотворюючи світло від того, що знаходиться позаду лінзи, і посилюючи його яскравість. Галактичні скупчення є особливо ефективними лінзами, оскільки вони містять величезну кількість маси (у випадку SMACS J0723, приблизно в 100 трильйонів мас Сонця) у відносно компактному об’ємі з діаметром приблизно від 3 до 5 мільйонів світлових років у поперечнику. .
Попередні опитування проводив Космічний телескоп Хаббл і вийшов на пенсію Космічна обсерваторія Гершеля Під час спостереження SMACS J0723 вони знайшли кілька лінзоподібних зображень фонових галактик. Але Вебб виводить дослідження на абсолютно новий рівень.
Команда Frye на чолі з аспірантом Массімо Паскалем з Каліфорнійського університету в Берклі виявила 42 нові зображення лінзи на фоні нового зображення глибокого поля. Гравітаційні лінзи можуть створювати кілька зображень однієї галактики, тому ці 42 зображення представляють 19 окремих галактик. Інша команда під керівництвом Габріеля Камінья з Інституту астрофізики Макса Планка в Німеччині нарахувала 27 зображень з новою лінзою.
Незалежно від кінцевого результату, ці лінзоподібні зображення дозволяють вченим точно налаштувати карту того, як матерія видима та видима темний – Поширюється в серії SMACS J0723, таким чином проектуючи форму лінзи. Одна з нових робіт, підготовлена групою під керівництвом Гійома Малера з Даремського університету, робить висновок, що більша частина маси зосереджена в найяскравішій і наймасивнішій галактиці скупчення.
«Наші моделі не тільки описують масу, але ми також можемо використовувати їх для опису збільшення цих лінзоподібних зображень», — сказав Паскаль Space.com.
Наразі найдальшою підтвердженою галактикою є віддалений об’єкт, відомий як GN-z11який має червоне зміщення 11,09, що означає, що ми бачимо його таким, яким він був 13,4 мільярда років тому, тобто лише через 400 мільйонів років великий вибух. («Червоне зміщення» означає розтягнення довжини хвилі світла, яке відбувається, коли Всесвіт розтягується між віддаленим об’єктом і глядачем. Що вищий коефіцієнт червоного зсуву, то далі джерело світла.)
Найвіддаленіший кандидат HD1, який було виявлено при червоному зміщенні 13, здається нам таким, яким він був лише через 300 мільйонів років після Великого вибуху. а нещодавно, Перші результати з Інтернету Він ідентифікував ще одну галактику-кандидата на червоне зміщення 13 під назвою GLASS-z11. Однак астрономи не підтвердили червоне зміщення ні HD1, ні GLASS-z11.
Очікується, що Вебб поб’є обидва ці рекорди червоного зміщення, хоча які з лінзованих галактик, помічені в SMACS J0723, знаходяться за межами Gn-z11 або HD1, ще не визначено. Паскаль і Фрей зацікавлені в картографуванні явища під назвою «критична крива», оскільки саме вздовж цих кривих гравітаційна лінза застосовує найбільшу збільшувальну силу, і там, де астрономи мають найкращі шанси побачити Перші галактики.
«Типове збільшення в скупченні лінз близько 10 разів, чого недостатньо, щоб побачити перші галактики», — сказав Фрей. «Але якщо ми подивимося поблизу критичної кривої, то там все буде збільшено в сотні чи навіть тисячі разів».
Подумайте про критичну криву як про контурні лінії на топографічній карті поверхні земля. Чим більше цих контурних ліній згруповано разом, тим вище підніматиметься будь-яка пляма на поверхні. Подібним чином критична крива є місцем сходження контурних ліній гравітаційних потенціалів, і чим більше їх, тим більша сила цього потенціалу та супутнє збільшення. Розташування та форма зображень за допомогою лінзи можуть дати вказівку на те, де знаходиться критична крива.
«Зрештою, ми хочемо дивитися прямо вздовж критичної кривої, де збільшення вище, і саме там ми знайдемо галактики з найбільшим червоним зміщенням», — сказав Фрей.
Саме з цієї причини перша трійка нових робіт Вебба про глибоке поле зосереджена на моделюванні кількості та розподілу речовини в передній масі, а отже, форми лінзи та розташування критичної кривої.
Однак моделювання також може розповісти нам про історію галактичного скупчення.
«Ми виявили, що загальний розподіл був трохи довшим, ніж очікувалося», — сказав Паскаль. «Можливо, це про щось говорить Історія злиття кластеріві ми можемо екстраполювати це та дізнатися щось про формування блоку в цілому, яке відбувається в дуже хаотичному середовищі, де сила тяжіння З усіх цих галактик тягнуть одна одну».
Негайним наступним кроком для Паскаля, команди Фрея та інших двох авторів статей є стеження за процесом рецензування, щоб побачити ці висновки опубліковані в наукових журналах. Крім того, дані NIRISS (Near Infrared Imager and Slit Spectrometer) чекають на аналіз і повинні допомогти вченим визначити спектральний червоний зсув лінзоподібних галактик і побачити, наскільки далеко вони знаходяться. (Зображення глибокого поля було зроблено камерою ближнього інфрачервоного діапазону NIRCam.)
«До того, як Вебб знімав його, SMACS J0723 не був зіркою шоу», — сказав Паскаль. «Тепер раптом на ньому з’явилися статті за документами, які насправді розповідають про те, наскільки потужною є Web Webb, щоб розкрити речі, які ми не могли бачити раніше».
Можна знайти початкову версію Pascal і Free paper ось тут. Дві інші картки доступні ось тут І ось тут.
Слідкуйте за Кітом Купером у Twitter @21stCenturySETI. Слідуй за нами на Twitter Вставити твіт і далі Facebook.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”