Потрясающее изображение Вселенной в глубоком инфракрасном диапазоне, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба, выявило 42 изображения галактик с новой линзой и показало беспрецедентную глубину формы линзы, которая может в конечном итоге помочь нам увидеть первые галактики.
выявление Космический телескоп Джеймса Уэбба Глубокое фото президента США Джо Байдена в специальной презентации Мероприятие в Белом доме Кого задержали 11 июля, держалось в строжайшем секрете. Команды астрономов стремились первыми проанализировать его, и в течение недели после публикации изображения на сервер препринтов сообщества были отправлены три новые исследовательские работы.
«Мы немного расстроились, если честно!» Об этом Space.com рассказала Бренда Фрай, астроном из обсерватории Стюарда Аризонского университета и соавтор одной из статей. «Обычно у нас есть предупреждение за год или два, но его никто не видел. [this release] Придет в это время».
Галерея: Первые снимки космического телескопа Джеймса Уэбба
Связанный: Как работает космический телескоп Джеймса Уэбба?
галактика Скопление SMACS J0723.3-7327, сокращенно известное как SMACS J0723, входит в группу скоплений галактик, полученных Уэббом для различных обзоров гравитационного линзирования. Кроме того, по словам Фрая, в SMACS J0723 не было ничего исключительного — до сих пор.
Красиво выбрано [to be one of the first images] Потому что это была относительно неизвестная цель».
гравитационная линза Явление, при котором гравитация очень массивного объекта заставляет пространство искривляться в форму, подобную оптической линзе, искажая свет от того, что находится за линзой, и усиливая его яркость. Галактические скопления являются особенно эффективными линзами, поскольку они содержат огромное количество массы (в случае SMACS J0723 примерно в 100 триллионов раз больше массы Солнца) в относительно компактном объеме диаметром от 3 до 5 миллионов световых лет в поперечнике. .
Предыдущие опросы, проведенные Космический телескоп Хаббл и вышел на пенсию Космическая обсерватория Гершеля Они нашли несколько линзообразных изображений фоновых галактик в своем наблюдении SMACS J0723. Но Уэбб выводит исследования на совершенно новый уровень.
Команда Фрая под руководством аспиранта Массимо Паскаля из Калифорнийского университета в Беркли обнаружила 42 новых изображения объектива на фоне нового изображения глубокого поля. Гравитационные линзы могут создавать несколько изображений одной и той же галактики, поэтому эти 42 изображения представляют 19 отдельных галактик. Другая команда под руководством Габриэля Каминьи из Института астрофизики Макса Планка в Германии насчитала 27 изображений с новым объективом.
Каким бы ни был конечный результат, эти двояковыпуклые изображения позволяют ученым точно настроить карту того, как материя видна и видна. темный — Распространяется в серии SMACS J0723, что определяет форму линзы. В одной из новых исследовательских работ группы под руководством Гийома Малера из Даремского университета делается вывод о том, что большая часть массы сосредоточена в самой яркой и массивной галактике в скоплении.
«Наши модели не только описывают массу, но мы также можем использовать их для описания увеличения этих линзовидных изображений», — сказал Паскаль Space.com.
В настоящее время самой удаленной подтвержденной галактикой является удаленный объект, известный как GN-z11имеющий красное смещение 11,09, а это значит, что мы видим его таким, каким он был 13,4 миллиарда лет назад, то есть всего через 400 миллионов лет после большой взрыв. («Красное смещение» относится к растяжению длины волны света, которое происходит, когда Вселенная растягивается между удаленным объектом и наблюдателем. Чем выше коэффициент красного смещения, тем дальше источник света.)
Самый дальний кандидат HD1, которая была обнаружена при красном смещении 13, кажется нам такой, какой она была всего через 300 миллионов лет после Большого взрыва. а недавно, Первые результаты из Интернета Он идентифицировал еще одну галактику-кандидата на красное смещение 13, названную GLASS-z11. Однако астрономы не подтвердили красное смещение ни HD1, ни GLASS-z11.
Ожидается, что Уэбб побьет оба этих рекорда по красному смещению, хотя еще предстоит определить, находится ли какая-либо из галактик с линзами, видимых в SMACS J0723, дальше от Gn-z11 или HD1. Паскаль и Фрей заинтересованы в картографировании явления, называемого «критической кривой», потому что именно вдоль этих кривых гравитационная линза использует наибольшую увеличительную силу, и где астрономы имеют наилучшие шансы увидеть Первые галактики.
«Типичное увеличение в скоплении линз близко к 10-кратному, чего недостаточно, чтобы увидеть первые галактики», — сказал Фрей. «Но если мы посмотрим на критическую кривую, то увидим, что все увеличивается в сотни или даже тысячи раз».
Думайте о критической кривой как о контурных линиях на топографической карте поверхности. земля. Чем больше эти контурные линии сгруппированы вместе, тем выше будет подниматься любое заданное пятно на поверхности. Точно так же критическая кривая находится там, где сходятся изолинии гравитационных потенциалов, и чем их больше, тем больше сила этого потенциала и сопутствующее увеличение. Расположение и форма изображений с линзой могут указать, где находится критическая кривая.
«В конечном счете, мы хотим смотреть прямо вдоль критической кривой, где увеличение выше, и именно там мы собираемся найти галактики с самым большим красным смещением», — сказал Фрей.
Именно по этой причине первоначальные три новых статьи Уэбба по глубокому полю сосредоточены на моделировании количества и распределения вещества в передней массе и, следовательно, на форме линзы и расположении критической кривой.
Однако моделирование также может рассказать нам об истории галактического скопления.
«Мы обнаружили, что общее распределение оказалось немного длиннее, чем ожидалось», — сказал Паскаль. «Возможно, это что-то говорит о История слияния кластерови мы можем экстраполировать это и узнать кое-что о формировании блока в целом, что происходит в очень хаотической среде, где сила тяжести Все эти галактики притягиваются друг к другу».
Следующим непосредственным шагом для Паскаля, команды Фрея и двух других авторов статей является прохождение процесса рецензирования, чтобы эти результаты были опубликованы в научных журналах. Более того, данные NIRISS (прибор для формирования изображений в ближнем инфракрасном диапазоне и щелевой спектрофотометр) ждут анализа и должны помочь ученым определить спектральное красное смещение линзовидных галактик и увидеть, насколько они далеки. (Изображение глубокого поля было снято камерой ближнего инфракрасного диапазона NIRCam.)
«До того, как Уэбб заснял его, SMACS J0723 не был звездой шоу, — сказал Паскаль. «Теперь, внезапно, на нем лист за листом, что действительно говорит о том, насколько мощна Webb Web, чтобы показать вещи, которые мы не могли видеть раньше».
Первоначальную версию бумаги Pascal и Free можно найти сюда. Две другие карты доступны сюда И сюда.
Подпишитесь на Кита Купера в Твиттере @21stCenturySETI. Подписывайтесь на нас в Твиттере Встроить твит и дальше Фейсбук.
«Наркоман поп-культуры. Поклонник телевидения. Ниндзя алкоголика. Абсолютный фанат пива. Профессиональный знаток твиттера».
More Stories
Озоновая дыра: почему дикая природа Антарктики получает «солнечные ожоги»
Ученые обнаружили загадочную экосистему под самой сухой пустыней Земли
Усовершенствованный солнечный парус НАСА успешно развернут в космосе: ScienceAlert