Het verbluffende beeld van het diep-infrarode heelal vastgelegd door de James Webb Space Telescope heeft 42 nieuwe lensbeelden van sterrenstelsels onthuld en een ongekende diepte van de vorm van de lens onthuld, wat ons uiteindelijk kan helpen de eerste sterrenstelsels te zien.
onthulling van James Webb Ruimtetelescoop Diepe foto van de Amerikaanse president Joe Biden in een speciale presentatie Witte Huis evenement Wie op 11 juli werd vastgehouden, was een goed bewaard geheim. Teams van astronomen haastten zich om de eerste te zijn om het te analyseren, met drie nieuwe onderzoekspapers die binnen een week na de release van de afbeelding op de preprint-server van de gemeenschap werden geplaatst.
“We waren een beetje overstuur, om eerlijk te zijn!” Brenda Fry, een astronoom bij het Steward Observatory van de Universiteit van Arizona en co-auteur van een van de artikelen, vertelde Space.com. “Meestal hebben we een waarschuwing van een jaar of twee vooraf, maar niemand heeft het gezien [this release] Komt op dit moment.”
Galerij: De eerste beelden van de James Webb Space Telescope
Verwant: Hoe werkt de James Webb-ruimtetelescoop?
De heelal Het SMACS J0723.3-7327-cluster, afgekort als SMACS J0723, behoort tot een groep clusters van sterrenstelsels die door Webb zijn afgebeeld voor verschillende onderzoeken naar zwaartekrachtlenzen. Bovendien, zei Frye, was er tot nu toe niets uitzonderlijks aan SMACS J0723.
Prachtig gekozen [to be one of the first images] Omdat het een relatief onbekend doelwit was.”
zwaartekracht lens Een fenomeen waarbij de zwaartekracht van een zeer massief object ervoor zorgt dat de ruimte buigt in een vorm die lijkt op een optische lens, waardoor het licht van wat zich achter de lens bevindt, wordt vervormd en in helderheid wordt versterkt. Galactische clusters zijn bijzonder effectieve lenzen omdat ze een enorme hoeveelheid massa bevatten (in het geval van SMACS J0723, ongeveer 100 biljoen keer de massa van de zon) in een relatief compact volume met een diameter van ongeveer 3 tot 5 miljoen lichtjaar .
Eerdere peilingen uitgevoerd door Hubble Ruimtetelescoop en met pensioen Herschel Ruimteobservatorium Ze vonden een paar lenticulaire afbeeldingen van achtergrondsterrenstelsels in hun SMACS J0723-waarneming. Maar Webb tilt onderzoek naar een heel nieuw niveau.
Het Frye-team, onder leiding van afgestudeerde student Massimo Pascal van de University of California, Berkeley, ontdekte 42 nieuwe lensbeelden op de achtergrond van het nieuwe deep-field-beeld. Zwaartekrachtlenzen kunnen meerdere afbeeldingen van hetzelfde sterrenstelsel maken, dus deze 42 afbeeldingen vertegenwoordigen 19 afzonderlijke sterrenstelsels. Een ander team onder leiding van Gabriel Caminha van het Max Planck Instituut voor Astrofysica in Duitsland telde 27 beelden met een nieuwe lens.
Wat het eindresultaat ook is, met deze lenticulaire afbeeldingen kunnen wetenschappers de kaart verfijnen van hoe materie zichtbaar en zichtbaar is donker – Verdeeld in de SMACS J0723-serie, waardoor de vorm van de lens is ontworpen. Een van de nieuwe onderzoekspapers, van een team onder leiding van Guillaume Mahler van de Durham University, concludeert dat het grootste deel van de massa geconcentreerd is in het helderste en meest massieve sterrenstelsel in het cluster.
“Onze modellen beschrijven niet alleen massa, maar we kunnen ze ook gebruiken om de vergroting van deze lenticulaire beelden te beschrijven,” vertelde Pascal aan Space.com.
Momenteel is het verste bevestigde sterrenstelsel een ver object dat bekend staat als GN-z11die een roodverschuiving van 11,09 heeft, wat betekent dat we het zien zoals het 13,4 miljard jaar geleden was, dat wil zeggen slechts 400 miljoen jaar na de grote explosie. (“Roodverschuiving” verwijst naar de golflengte-uitrekking van licht die optreedt wanneer het universum wordt uitgerekt tussen een object in de verte en de kijker. Hoe hoger de roodverschuivingsfactor, hoe verder de lichtbron verwijderd is.)
De meest verre kandidaat is HD1, die werd gedetecteerd bij een roodverschuiving van 13, lijkt ons zoals het slechts 300 miljoen jaar na de oerknal deed. en onlangs, Vroege resultaten van Web Het identificeerde een ander kandidaat-sterrenstelsel met roodverschuiving 13, genaamd GLASS-z11. Astronomen hebben echter de roodverschuiving van HD1 of GLASS-z11 niet bevestigd.
Webb zal naar verwachting beide roodverschuivingsrecords breken, hoewel het nog moet worden bepaald of een van de lensstelsels in SMACS J0723 verder van Gn-z11 of HD1 verwijderd is. Pascal en Frey zijn geïnteresseerd in het in kaart brengen van een fenomeen dat de “kritische curve” wordt genoemd, omdat de zwaartekrachtlens langs deze curven de grootste vergrotingskracht gebruikt en waar astronomen de beste kans hebben om te zien De eerste sterrenstelsels.
“De typische vergroting in het lenscluster is bijna 10 keer, wat niet genoeg is om de eerste sterrenstelsels te zien,” zei Frey. “Maar als we in de buurt van de kritische curve kijken, worden dingen daar honderden of zelfs duizenden keren vergroot.”
Beschouw een kritische curve als de contourlijnen op een topografische kaart van een oppervlak een land. Hoe meer deze contourlijnen zijn gegroepeerd, hoe hoger een bepaalde plek op het oppervlak zal stijgen. Evenzo is de kritische curve waar de contourlijnen van zwaartekrachtpotentialen samenkomen, en hoe meer er zijn, hoe groter de sterkte van die potentiaal en de bijbehorende vergroting. De locatie en vorm van afbeeldingen met een lens kan een indicatie geven van waar de kritische curve zich bevindt.
“Uiteindelijk willen we direct langs de kritische curve kijken waar de vergroting hoger is, en dat is waar we de hoogste roodverschoven sterrenstelsels gaan vinden,” zei Frey.
Het is om deze reden dat Webbs eerste drietal nieuwe artikelen over deep field zich richten op het modelleren van de hoeveelheid en verdeling van materie in de voormassa, en dus de vorm van de lens en de locatie van de kritische curve.
Modellering kan ons echter ook iets vertellen over de geschiedenis van de galactische cluster.
“We vonden dat de totale distributie iets langer was dan verwacht”, zei Pascal. “Misschien zegt dat iets over Geschiedenis clusterfusieen we kunnen daaruit extrapoleren en iets leren over de vorming van het blok als geheel, wat gebeurt in een zeer chaotische omgeving waar zwaartekracht Van al deze sterrenstelsels trekken elkaar aan.”
De onmiddellijke volgende stap voor Pascal, Frey’s team en de andere twee auteurs van de papers is om het peer-reviewproces te volgen om deze bevindingen gepubliceerd te zien in wetenschappelijke tijdschriften. Bovendien wachten gegevens van NIRISS (Near Infrared Imager and Slit Spectrophotometer) om te worden geanalyseerd en zouden wetenschappers moeten helpen de spectrale roodverschuiving van lensvormige sterrenstelsels te bepalen en te zien hoe ver weg ze zijn. (Het diepe veldbeeld werd vastgelegd door NIRCam, de nabij-infraroodcamera.)
“Voordat Webb hem filmde, was SMACS J0723 niet de ster van de show,” zei Pascal. “Nu staat er ineens vel na vel op, wat echt zegt hoe krachtig het Webb-web is, om dingen te onthullen die we eerder niet konden zien.”
De eerste versie van de Pascal en Free paper is te vinden hier. De andere twee kaarten zijn beschikbaar hier En de hier.
Volg Keith Cooper op Twitter @21stCenturySETI. Volg ons op Twitter Tweet insluiten en verder Facebook.
“Bierliefhebber. Toegewijde popcultuurgeleerde. Koffieninja. Boze zombiefan. Organisator.”
More Stories
Hubble viert zijn 34e verjaardag met een prachtig zicht op de Kleine Halternevel
Begraven in de Cat's Claw Nebula ligt een van de grootste ruimtedeeltjes ooit gezien
Maak kennis met zalm met sterk gemineraliseerde tanden