Ohromující snímek hlubokého infračerveného vesmíru zachycený vesmírným teleskopem Jamese Webba odhalil 42 nových čočkových snímků galaxií a odhalil bezprecedentní hloubku tvaru čočky, která nám nakonec může pomoci vidět první galaxie.
odhalování Vesmírný dalekohled Jamese Webba Hluboký obraz amerického prezidenta Joea Bidena ve speciální prezentaci Akce Bílého domu Kdo byl zadržen 11. července, byl přísně střeženým tajemstvím. Týmy astronomů se předháněly v tom, kdo jej zanalyzuje jako první, a do týdne od zveřejnění snímku byly na komunitní předtiskový server zveřejněny tři nové výzkumné články.
„Upřímně jsme se nějak naštvali!“ Brenda Fry, astronomka ze Steward Observatory na Arizonské univerzitě a spoluautorka jednoho z článků, řekla Space.com. „Obvykle máme varování rok nebo dva předem, ale nikdo to neviděl [this release] Přichází v tuto dobu.“
Galerie: První snímky vesmírného dalekohledu Jamese Webba
Příbuzný: Jak funguje vesmírný dalekohled Jamese Webba?
The galaxie Kupa SMACS J0723.3-7327, známá zkráceně jako SMACS J0723, patří do skupiny kup galaxií, které Webb zobrazil pro různé průzkumy gravitační čočky. Kromě toho, řekl Frye, na SMACS J0723 nebylo nic výjimečného – až dosud.
Krásně vybrané [to be one of the first images] Protože to byl poměrně neznámý cíl.“
gravitační čočka Jev, při kterém gravitace velmi masivního objektu způsobí, že se prostor ohne do tvaru podobného optické čočce, zkreslí světlo z čehokoli, co je za čočkou, a zesílí jeho jas. Galaktické kupy jsou zvláště účinné čočky, protože obsahují enormní množství hmoty (v případě SMACS J0723 asi 100 bilionů hmotnosti Slunce) v relativně kompaktním objemu o průměru asi 3 až 5 milionů světelných let. .
Předchozí průzkumy provedené společností Hubbleův vesmírný dalekohled a odešel do důchodu Herschelova vesmírná observatoř Při pozorování SMACS J0723 našli několik lentikulárních snímků galaxií v pozadí. Webb ale posouvá výzkum na zcela novou úroveň.
Tým Frye, vedený postgraduálním studentem Massimem Pascalem z Kalifornské univerzity v Berkeley, objevil na pozadí nového snímku s hlubokým polem 42 nových snímků čočky. Gravitační čočky mohou vytvořit více snímků stejné galaxie, takže těchto 42 snímků představuje 19 jednotlivých galaxií. Další tým vedený Gabrielem Caminhou z Institutu Maxe Plancka pro astrofyziku v Německu napočítal 27 snímků s novým objektivem.
Ať už je konečný výsledek jakýkoli, tyto lentikulární snímky umožňují vědcům doladit mapu toho, jak je hmota viditelná a viditelná temný – Distribuováno v řadě SMACS J0723, čímž se navrhuje tvar čočky. Jedna z nových výzkumných prací od týmu vedeného Guillaume Mahlerem z Durhamské univerzity dochází k závěru, že většina hmoty je soustředěna v nejjasnější a nejhmotnější galaxii v kupě.
„Naše modely nejen popisují hmotnost, ale můžeme je také použít k popisu zvětšení těchto lentikulárních snímků,“ řekl Pascal Space.com.
V současnosti je nejvzdálenější potvrzenou galaxií vzdálený objekt známý jako GN-z11která má rudý posuv 11,09, což znamená, že ji vidíme takovou, jaká byla před 13,4 miliardami let, tedy jen 400 milionů let po velký výbuch. („Červený posuv“ označuje roztažení vlnové délky světla, ke kterému dochází, když je vesmír roztažen mezi vzdáleným objektem a pozorovatelem. Čím vyšší je faktor červeného posuvu, tím vzdálenější je zdroj světla.)
Nejvzdálenějším kandidátem je HD1, který byl detekován při rudém posuvu 13, se nám jeví jako jen 300 milionů let po velkém třesku. a nedávno, První výsledky z webu Identifikovala další kandidátskou galaxii 13 s červeným posuvem, nazvanou GLASS-z11. Astronomové však rudý posuv HD1 ani GLASS-z11 nepotvrdili.
Očekává se, že Webb překoná oba tyto rekordy rudého posuvu, i když se ještě musí určit, zda některá z čočkovitých galaxií pozorovaných v SMACS J0723 je dále od Gn-z11 nebo HD1. Pascal a Frey se zajímají o zmapování jevu zvaného „kritická křivka“, protože právě podél těchto křivek využívá gravitační čočka největší zvětšovací sílu a astronomové tam mají největší šanci spatřit. První galaxie.
„Typické zvětšení v kupě čoček se blíží 10násobku, což nestačí k tomu, abychom viděli první galaxie,“ řekl Frey. „Ale když se podíváme blízko kritické křivky, tam se věci zvětší stokrát nebo dokonce tisíckrát.“
Myslete na kritickou křivku jako na vrstevnice na topografické mapě povrchu země. Čím více jsou tyto obrysové čáry seskupeny, tím výše bude dané místo na povrchu stoupat. Podobně kritická křivka je tam, kde se vrstevnice gravitačních potenciálů sbíhají, a čím více jich je, tím větší je síla tohoto potenciálu a související zvětšení. Umístění a tvar snímků s čočkou může naznačit, kde je kritická křivka.
„Nakonec, co chceme udělat, je podívat se přímo podél kritické křivky, kde je zvětšení větší, a tam najdeme největší galaxie s rudým posuvem,“ řekl Frey.
Z tohoto důvodu se první Webbovo trio nových článků o hlubokém poli zaměřuje na modelování množství a distribuce hmoty v přední hmotě, a tedy tvaru čočky a umístění kritické křivky.
Modelování nám však může napovědět i o historii galaktické kupy.
„Zjistili jsme, že celková distribuce je o něco delší, než se očekávalo,“ řekl Pascal. „Možná to o něčem vypovídá Historie sloučení klastrůa z toho můžeme extrapolovat a dozvědět se něco o vzniku bloku jako celku, což se děje ve velmi chaotickém prostředí, kde gravitace Ze všech těchto galaxií se navzájem táhnou.“
Bezprostředním dalším krokem pro Pascala, Freyův tým a další dva autory článků je následovat proces vzájemného hodnocení, aby byla tato zjištění publikována ve vědeckých časopisech. Data z NIRISS (Near Infrared Imager and Slit Spectrophotometer) navíc čekají na analýzu a měla by vědcům pomoci určit spektrální rudý posuv lentikulárních galaxií a zjistit, jak daleko jsou. (Snímek hlubokého pole byl pořízen NIRCam, blízkou infračervenou kamerou.)
„Než ho Webb natočil, SMACS J0723 nebyl hvězdou show,“ řekl Pascal. „Nyní, najednou, je na něm list za listem, což skutečně vypovídá o tom, jak mocný web Webb je, odhalit věci, které jsme předtím neviděli.“
Původní verzi papíru Pascal a Free lze nalézt tady. K dispozici jsou další dvě karty tady A tady.
Sledujte Keitha Coopera na Twitteru @21stCenturySETI. Následuj nás na Twitteru Tweet vložit a dál Facebook.
„Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč.“
