Webb’in NIRCam cihazı tarafından yakalanan küresel küme Messier 92’nin (M92) ayrıntısı. Bu görüş alanı, tam görüntünün sağ yarısının sol alt çeyreğini kapsar. Küresel kümeler, tümü aynı zamanda oluşmuş, sıkıca bir araya getirilmiş yoğun yıldız kütleleridir. M92’de, yaklaşık 100 ışıkyılı çapındaki bir topun içine sıkıştırılmış yaklaşık 300.000 yıldız vardır. M92’nin ortasındaki bir gezegenin gece gökyüzü, kendi gökyüzümüzden binlerce kat daha parlak görünen binlerce yıldızla parlayacaktı. Görüntü, yıldızları merkezden farklı mesafelerde gösteriyor ve bu da gökbilimcilerin kümedeki yıldızların hareketini ve bu hareketin fiziğini anlamalarına yardımcı oluyor. Kredi: Görüntü İşleme: NASA, ESA, CSA, Alyssa Pagan (STScI)
20 Haziran 2022’de, James Webb Uzay Teleskobu 27.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan küresel bir küme olan Messier 92’ye (M92) bakarak bir saatten biraz fazla zaman geçirdi. Samanyolu hale. Webb tarafından üstlenilen ilk bilimsel gözlemlerden biri olan gözlem, astronomların Webb’i nasıl kullanacaklarını anlamalarına ve bilimsel yeteneklerinden en iyi şekilde yararlanmalarına yardımcı olmak için tasarlanmış 13 ERS programından biri olan Early Release Science (ERS) programı 1334’ün bir parçasıdır.
NASA, İtalyan Uzay Ajansı’ndan Matteo Correnti ile görüştü; Berkeley’deki California Üniversitesi’nden Alessandro Savino; Rutgers Üniversitesi’nden Roger Cohen; ve Raytheon Technologies’den Andy Dolphin, Webb’in M92 gözlemleri ve ekibin verileri diğer astronomlara yardımcı olmak için nasıl kullandığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için. (Geçtiğimiz Kasım ayında Kristen McQuinn, yine bu programın bir parçası olan cüce gökada WLM üzerindeki çalışmasından bahsetmişti.)
James Webb Uzay Teleskobu’nun NIRCam cihazı tarafından yakalanan küresel küme Messier 92’nin (M92) görüntüsü. Ortadaki siyah şerit, NIRCam’ın iki uzun dalga boylu dedektörü arasındaki ayrımın sonucu olan bir çip boşluğudur. Boşluk, kümenin daha soluk, daha az yoğun kenar mahalleleriyle aynı anda yakalanamayacak kadar parlak olan kümenin yoğun merkezini kaplar.
Bu görüntü, dört farklı filtre kullanılarak dört pozlamanın bir bileşimidir: F090W (dalga boyunda 0,9 mikron) mavi renkte gösterilmiştir; Cam göbeği renginde F150W (1,5 mikron); F277W (2,77 mikron) sarı; ve kırmızı renkte F444W (4,44 mikron). Görüntü yaklaşık 5 yay dakikasıdır (39 ışıkyılı). Kredi: Görüntü İşleme: NASA, ESA, CSA, Alyssa Pagan (STScI)
Bize bu ERS programından bahsedin. Neyi başarmaya çalışıyorsun?
Alessandro Savino: Bu özel program, çözülmüş yıldız popülasyonlarına odaklanmıştır. Bunlar, M92 gibi çok yakın olan büyük yıldız gruplarıdır – Webb’in sistemdeki tek tek yıldızları seçebileceği kadar yakındır. Bilimsel olarak, bunun gibi gözlemler çok heyecan verici çünkü yıldızların ve galaksilerin fiziğini çok daha uzaktaki nesnelere çevirebileceğimiz pek çok şeyi kozmik çevremizden öğreniyoruz.
Matteo Correnti: Ayrıca teleskopu daha iyi anlamaya çalışıyoruz. Bu proje, diğer astronomlar ve diğer benzer projeler için verilerin iyileştirilmesi için kalibrasyonun iyileştirilmesi (tüm ölçümlerin mümkün olduğunca doğru olduğundan emin olunması) için etkili olmuştur.
James Webb Uzay Teleskobu, Hubble’dan sonraki bir sonraki büyük uzay bilimi gözlemevidir ve Evren hakkında öne çıkan soruları yanıtlamak ve astronominin tüm alanlarında çığır açan keşifler yapmak için tasarlanmıştır. Webb, yıldızların ve gezegenlerin oluşumundan erken Evren’deki ilk galaksilerin doğuşuna kadar kökenlerimizin daha da ötesini görecek. Webb, NASA, ESA ve CSA arasındaki uluslararası bir ortaklıktır. Kredi bilgileri: ESA/ATG medialab
Neden özellikle M92’ye bakmaya karar verdiniz?
Savino: M92 gibi küresel kümeler, yıldız evrimini anlamamız için çok önemlidir. Onlarca yıldır yıldızların nasıl çalıştığını, yıldızların nasıl evrimleştiğini anlamak için birincil ölçüt oldular. M92, klasik bir küresel kümedir. Yakında; nispeten iyi anlıyoruz; yıldız evrimi ve yıldız sistemleri çalışmalarındaki referanslarımızdan biridir.
Düzeltme: M92’nin önemli olmasının bir başka nedeni de Samanyolu’ndaki en eski küresel kümelerden biri değilse bile en eskilerinden biri olmasıdır. M92’nin 12 ila 13 milyar yaşında olduğunu düşünüyoruz. Bulabildiğimiz ya da en azından iyi bir şekilde çözüp tanımlayabildiğimiz en eski yıldızlardan bazılarını içerir. Bunun gibi yakındaki kümeleri çok eski evrenin izleyicileri olarak kullanabiliriz.
Roger Cohen: Ayrıca çok yoğun olduğu için M92’yi seçtik: Çok yakın bir şekilde bir araya toplanmış birçok yıldız var. (Kümenin merkezi, Güneş çevresindeki bölgeden binlerce kat daha yoğundur.) M92’ye bakmak, Webb’in birbirine çok yakın yıldızların ölçümlerini yapmamız gereken bu belirli rejimde nasıl performans gösterdiğini test etmemizi sağlar.
Yıldızların nasıl evrimleştiğini incelemek için onu faydalı kılan küresel bir kümenin özellikleri nelerdir?
Andy Dolphin: Ana şeylerden biri, M92’deki yıldızların büyük bir kısmının kabaca aynı zamanda ve kabaca aynı element karışımıyla, ancak geniş bir kütle aralığında oluşmuş olmalarıdır. Böylece, bu belirli yıldız popülasyonu hakkında gerçekten iyi bir anket elde edebiliriz.
Savino: Ayrıca, yıldızların hepsi aynı nesneye (aynı küresel küme, M92) ait olduğundan, hepsinin bizden yaklaşık olarak aynı uzaklıkta olduğunu biliyoruz. Bu bize çok yardımcı oluyor çünkü farklı yıldızlar arasındaki parlaklık farklılıklarının sadece ne kadar uzakta olduklarıyla ilgili olmak yerine içsel olması gerektiğini biliyoruz. Modellerle karşılaştırmayı çok ama çok kolaylaştırıyor.
Bu yıldız kümesi zaten Hubble uzay teleskobu ve diğer teleskoplar. Webb ile daha önce görmediğimiz ne görebiliriz?
Cohen: Webb ve Hubble arasındaki önemli farklardan biri, Webb’in çok soğuk, düşük kütleli yıldızların ışıklarının çoğunu verdiği daha uzun dalga boylarında çalışmasıdır. Webb, çok soğuk yıldızları gözlemlemek için iyi tasarlanmış. Aslında en düşük kütleli yıldızlara kadar inebildik – yıldızlar Güneş’in kütlesinin 0,1 katından daha az. Bu ilginç çünkü bu, yıldızların yıldız olmayı bıraktığı sınıra çok yakın. (Bu sınırın altında, çekirdeklerinde hidrojeni ateşleyemeyecek kadar düşük kütleli kahverengi cüceler var.)
Düzeltme: Webb ayrıca çok daha hızlı. Hubble ile çok sönük düşük kütleli yıldızları görmek için yüzlerce saatlik teleskop süresine ihtiyacınız var. Webb ile sadece birkaç saat sürer.
Cohen: Bu gözlemler aslında teleskopun sınırlarını çok zorlamak için tasarlanmamıştı. Bu yüzden gerçekten çok çaba sarf etmeden bu kadar küçük, sönük yıldızları hala tespit edebildiğimizi görmek çok cesaret verici.
Bu düşük kütleli yıldızlarda bu kadar ilginç olan ne?
Savino: Her şeyden önce, onlar evrendeki en çok sayıda yıldızdır. İkincisi, teorik açıdan çok ilginçler çünkü gözlemlenmesi ve karakterize edilmesi her zaman çok zor olmuştur. Özellikle yıldız modellerine ilişkin mevcut anlayışımızın biraz daha belirsiz olduğu, Güneş’in kütlesinin yarısından daha az olan yıldızlar.
Corenti: Bu düşük kütleli yıldızların yaydığı ışığı incelemek, küresel kümenin yaşını daha iyi belirlememize de yardımcı olabilir. Bu, Samanyolu’nun farklı bölümlerinin (M92’nin bulunduğu hale gibi) ne zaman oluştuğunu daha iyi anlamamıza yardımcı olur. Ve bunun kozmik tarih anlayışımız üzerinde etkileri var.
Çektiğiniz görüntünün ortasında büyük bir boşluk var gibi görünüyor. Bu nedir ve neden orada?
Yunus: Bu görüntü, Webb’in Yakın Kızılötesi Kamerası (NIRCam) kullanılarak yapılmıştır. NIRCam, ikisi arasında bir “çip boşluğu” bulunan iki modüle sahiptir. Kümenin merkezi son derece kalabalık, son derece parlak. Dolayısıyla bu, o bölgeden gelen verilerin kullanışlılığını sınırlamış olurdu. Bu görüntülerin konumu, zaten mevcut olan Hubble verileriyle güzel bir şekilde örtüşüyor.
Ana hedeflerinizden biri, diğer bilim adamlarına araçlar sağlamaktı. Özellikle ne hakkında heyecanlanıyorsun?
Yunus: Geliştirdiğimiz ve astronomi camiasının kullanımına sunduğumuz kilit kaynaklardan biri DOLPHOT NIRCam modülü denen bir şey. Bu, yıldızların ve diğer çözülmemiş nesnelerin (yıldız benzeri görünüme sahip şeyler) parlaklığını otomatik olarak algılamak ve ölçmek için kullanılan mevcut bir yazılım parçasıyla çalışır. Bu, Hubble’daki kameralar için geliştirilmiştir. NIRCam için bu modülün eklenmesi (ayrıca Webb’in başka bir cihazı olan NIRISS için bir tane) astronomlara Hubble’dan bildikleri analiz prosedürünün aynısını sağlar ve artık Hubble ve Webb verilerini birleştirmek için tek bir geçişte analiz edebilme avantajına sahiptir. -teleskop yıldız katalogları.
savino: Bu gerçekten büyük bir toplum hizmeti bileşenidir. Herkes için faydalıdır. Analizi çok daha kolay hale getiriyor.
Yazarlar Hakkında:
- Matteo Correnti, İtalyan Uzay Ajansı’ndaki Uzay Bilimi Veri Merkezi’nde ve İtalya’nın Roma kentindeki Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nde araştırma görevlisidir.
- Alessandro Savino, doktora sonrası doktora öğrencisidir. Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley.
- Roger Cohen, New Jersey, New Brunswick’teki Rutgers Üniversitesi’nde postdoctur.
- Andy Dolphin, Tucson, Arizona’daki Raytheon Technologies’de teknik bir uzmandır.
Not: Bu makale, henüz akran değerlendirmesi sürecinden geçmemiş olan Webb biliminin devam eden verilerini vurgulamaktadır.