Зашеметяващото изображение на дълбоката инфрачервена вселена, заснето от космическия телескоп Джеймс Уеб, разкри 42 нови изображения на галактики с леща и разкри безпрецедентна дълбочина на формата на лещата, което в крайна сметка може да ни помогне да видим първите галактики.
разкриване на Космически телескоп Джеймс Уеб Дълбока снимка на президента на САЩ Джо Байдън в специална презентация Събитие в Белия дом Кой беше задържан на 11 юли, беше строго пазена тайна. Екипи от астрономи се надпреварваха да бъдат първите, които ще го анализират, с три нови изследователски статии, публикувани на сървъра за предпечат на общността в рамките на една седмица след пускането на изображението.
„Ние се разстроихме, честно казано!“ Бренда Фрай, астроном от обсерваторията Steward в Университета на Аризона и съавтор на една от статиите, каза за Space.com. „Обикновено имаме предупреждение от година или две предварително, но никой не го е видял [this release] Идва по това време.“
Галерия: Първите изображения на космическия телескоп Джеймс Уеб
Свързани: Как работи космическият телескоп Джеймс Уеб?
The галактика Клъстерът SMACS J0723.3-7327, известен накратко като SMACS J0723, е сред група от галактически клъстери, заснети от Уеб за различни проучвания с гравитационни лещи. На всичкото отгоре, каза Фрай, не е имало нищо изключително за SMACS J0723 – досега.
Красиво подбрано [to be one of the first images] Защото беше сравнително неизвестна цел.“
гравитационна леща Феномен, при който гравитацията на много масивен обект кара пространството да се огъва във форма, подобна на оптична леща, изкривявайки светлината от каквото и да е зад лещата и я усилва в яркостта. Галактическите клъстери са особено ефективни лещи, защото съдържат огромно количество маса (в случая на SMACS J0723, около 100 трилиона пъти масата на Слънцето) в сравнително компактен обем с диаметър от около 3 до 5 милиона светлинни години напречно. .
Предишни анкети, проведени от Космически телескоп Хъбъл и пенсиониран Космическа обсерватория Хершел Те откриха няколко лещовидни изображения на фонови галактики в тяхното наблюдение SMACS J0723. Но Webb извежда изследванията на съвсем ново ниво.
Екипът на Frye, ръководен от студента Масимо Паскал в Калифорнийския университет в Бъркли, откри 42 нови изображения на лещи на фона на новото изображение с дълбоко поле. Гравитационните лещи могат да създават множество изображения на една и съща галактика, така че тези 42 изображения представляват 19 отделни галактики. Друг екип, ръководен от Габриел Каминя от Института за астрофизика Макс Планк в Германия, преброи 27 изображения с нов обектив.
Какъвто и да е крайният резултат, тези лещовидни изображения позволяват на учените да прецизират картата за това как материята е видима и видима тъмно – Разпространява се в серията SMACS J0723, като по този начин проектира формата на лещата. Една от новите изследователски статии от екип, ръководен от Гийом Малер от университета в Дърам, заключава, че по-голямата част от масата е концентрирана в най-ярката и масивна галактика в клъстера.
„Нашите модели не само описват масата, но можем също да ги използваме, за да опишем увеличението на тези лещовидни изображения“, каза Паскал пред Space.com.
В момента най-отдалечената потвърдена галактика е далечен обект, известен като GN-z11което има червено отместване 11,09, което означава, че го виждаме такъв, какъвто е бил преди 13,4 милиарда години, тоест само 400 милиона години след голямата експлозия. („Червеното отместване“ се отнася до разтягането на дължината на вълната на светлината, което се получава, когато вселената е разтегната между отдалечен обект и зрителя. Колкото по-висок е факторът на червено отместване, толкова по-отдалечен е източникът на светлина.)
Най-далечният кандидат е HD1, която беше открита при червено отместване от 13, ни изглежда така, както изглеждаше само 300 милиона години след Големия взрив. и наскоро, Ранни резултати от мрежата Той идентифицира друга галактика кандидат за червено отместване 13, наречена GLASS-z11. Астрономите обаче не са потвърдили червеното отместване нито на HD1, нито на GLASS-z11.
Очаква се Webb да счупи и двата рекорда за червено отместване, въпреки че все още не е установено дали някоя от галактиките с лещи, наблюдавани в SMACS J0723, е по-далеч от Gn-z11 или HD1. Паскал и Фрей се интересуват от картографирането на феномен, наречен „критична крива“, защото именно по тези криви гравитационната леща използва най-голямата увеличителна сила и където астрономите имат най-добрия шанс да видят Първите галактики.
„Типичното увеличение в клъстера от лещи е близо 10 пъти, което не е достатъчно, за да се видят първите галактики“, каза Фрей. „Но ако погледнем близо до критичната крива, там нещата се увеличават стотици или дори хиляди пъти.“
Мислете за критична крива като за контурните линии на топографска карта на повърхност земя. Колкото повече тези контурни линии са групирани заедно, толкова по-високо ще се издигне дадено място на повърхността. По същия начин, критичната крива е мястото, където контурните линии на гравитационните потенциали се събират и колкото повече от тях има, толкова по-голяма е силата на този потенциал и съпътстващото го увеличение. Местоположението и формата на изображенията с лещи могат да дадат индикация къде е критичната крива.
„В крайна сметка, това, което искаме да направим, е да погледнем директно покрай критичната крива, където увеличението е по-високо, и там ще открием галактиките с най-високо червено изместване“, каза Фрей.
Поради тази причина първоначалното трио нови статии на Уеб за дълбоко поле се фокусират върху моделирането на количеството и разпределението на материята в предната маса и по този начин формата на лещата и местоположението на критичната крива.
Моделирането обаче може да ни разкаже и за историята на галактическия куп.
„Открихме, че цялостното разпределение е малко по-дълго от очакваното“, каза Паскал. „Може би това говори нещо за История на сливането на клъстерии можем да екстраполираме от това и да научим нещо за формирането на блока като цяло, което се случва в много хаотична среда, където земно притегляне От всички тези галактики се дърпат една друга.“
Непосредствената следваща стъпка за Паскал, екипа на Фрей и другите двама автори на документите е да следват процеса на партньорска проверка, за да видят тези открития, публикувани в научни списания. Освен това, данните от NIRISS (Близка инфрачервена камера и спектрофотометър с прорези) чакат да бъдат анализирани и трябва да помогнат на учените да определят спектралното червено отместване на лещовидните галактики и да видят колко далеч са те. (Изображението с дълбоко поле е заснето от NIRCam, близката инфрачервена камера.)
„Преди Уеб да го заснеме, SMACS J0723 не беше звездата на шоуто“, каза Паскал. „Сега, изведнъж, има лист след лист върху него, което наистина говори колко мощна е Webb Web, за да разкрие неща, които не сме могли да видим преди.“
Първоначалната версия на Pascal и Free paper може да бъде намерена тук. Другите две карти са налични тук И на тук.
Следвайте Кийт Купър в Twitter @21stCenturySETI. Последвай ни в Twitter Вграждане на туит и на Facebook.
„Тотален фен на Twitter. Нежно очарователен почитател на бекона. Сертифициран специалист по интернет.“
More Stories
Тау неутрино с висока енергия, открити в Антарктика
Малки роботизирани нервни маншети обещават пробив в неврологичните грижи
Безпрецедентно откритие на метеорит предизвиква астрофизичните модели