Webb teleskobunu kullanan gökbilimciler, burada gösterilen uzak galakside dumana veya sise benzer karmaşık organik moleküllerin kanıtlarını keşfettiler. 12 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunan galaksi, Dünya’ya bakış açımızdan sadece üç milyar ışıkyılı uzaklıktaki ikinci bir galaksiyle neredeyse mükemmel bir şekilde aynı hizaya geliyor. Bu sahte renkli Webb görüntüsünde, ön plandaki gökada mavi, arka plandaki gökada ise kırmızı renkte gösterilmiştir. Organik moleküller turuncu renkle vurgulanmıştır. Kredi: J. Spilker / S. Doyle, NASA, ESA, CSA
bu James Webb Uzay Teleskobu uzak bir gökadadaki karmaşık organik moleküllerin keşfini kolaylaştırdı, bu moleküllerin bilinen en uzak yerleşimini işaretledi ve erken evren kimyasına ilişkin önemli kavrayışlar sağladı.
Araştırmacılar, Dünya’dan 12 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir galakside karmaşık organik moleküller tespit ettiler – bu moleküllerin şu anda var olduğu bilinen en uzak galaksi. Kısa bir süre önce piyasaya sürülen James Webb Uzay Teleskobu’nun yetenekleri ve araştırma ekibinin dikkatli analizleri sayesinde, yeni bir çalışma, erken evrendeki ilk gökadalarda meydana gelen karmaşık kimyasal etkileşimlere eleştirel bir bakış açısı kazandırıyor.
Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign astronomi ve fizik profesörü Joaquin Vieira ve yüksek lisans öğrencisi Kedar Phadke, galaksideki daha büyük ve daha büyük toz taneciklerinin ürettiği kızılötesi sinyalleri ayırt etmek için Texas A&M Üniversitesi’ndeki araştırmacılarla ve uluslararası bir bilim adamları ekibiyle işbirliği yaptı. yeni gözlemlenen hidrokarbon moleküllerininkiler.
Araştırma bulguları 5 Haziran’da dergide yayınlandı Doğa.
Vieira, “Bu proje, ben lisansüstü okuldayken, tespit edilmesi zor, çok uzak gökadaları incelerken başladı,” dedi. “Toz tanecikleri, evrende üretilen yıldız radyasyonunun yaklaşık yarısını emer ve yeniden yayarak, uzak nesnelerden gelen kızılötesi ışığı yer tabanlı teleskoplarla son derece zayıf veya tespit edilemez hale getirir.”
Webb’in gözlemlediği galaksi, Dünya’ya bakış açımızdan iki galaksi neredeyse mükemmel bir şekilde hizalandığında ortaya çıkan, merceklenme olarak bilinen bir fenomenin neden olduğu bir Einstein halkasını gösteriyor. Ön plandaki gökadadan gelen yerçekimi, arka plandaki gökadadan gelen ışığın, bir şarap kadehinin sapından bakıyormuş gibi, bozulmasına ve büyümesine neden olur. Büyütüldüklerinden, mercekleme, gökbilimcilerin çok uzak galaksileri başka türlü mümkün olandan daha ayrıntılı bir şekilde incelemelerine olanak tanır. Kredi bilgileri: S. Doyle / J. Spilker
Yeni çalışmada, JWST, araştırmacıların “doğanın büyüteci” olarak adlandırdığı yerçekimsel mercekleme adı verilen bir fenomenden destek aldı. Vieira, “Bu büyütme, iki gökada Dünya’nın bakış açısından neredeyse mükemmel bir şekilde hizalandığında ve arkadaki gökadadan gelen ışık, öndeki gökada tarafından çarpıtılıp büyütülerek Einstein halkası olarak bilinen halka benzeri bir şekle geldiğinde gerçekleşir” dedi.
Ekip JWST’yi SPT0418-47’ye odakladı – Ulusal Bilim Vakfı’nın Güney Kutbu Teleskopu kullanılarak keşfedilen ve daha önce kütleçekimsel mercekleme ile yaklaşık 30 ila 35 kat büyütülmüş, tozla gizlenmiş bir gökada olarak tanımlanan bir nesne. Araştırmacılar, SPT0418-47’nin Dünya’dan 12 milyar ışıkyılı uzaklıkta olduğunu ve evrenin 1,5 milyar yaşından küçük olduğu bir zamana veya şu anki yaşının yaklaşık %10’una karşılık geldiğini söyledi.
Vieira, “Kütleçekimsel mercekleme ve JWST’nin birleşik gücüne erişmeden önce, gerçek arka plan gökadasını tüm tozun içinden ne görebildik ne de uzamsal olarak çözebildik” dedi.
Lisans öğrencisi Lily Kettler, solda, profesör Joaquin Vieira ve yüksek lisans öğrencisi Kedar Phadke, Dünya’dan 12 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir galakside karmaşık organik moleküller tespit eden uluslararası bir ekibin parçası – bu moleküllerin şu anda bilindiği en uzak galaksi. varolmaya. 1 kredi
JWST’den alınan spektroskopik veriler, SPT0418-47’deki gizlenmiş yıldızlararası gazın ağır elementler açısından zengin olduğunu ve bu da nesiller boyu yıldızların çoktan yaşadığını ve öldüğünü gösteriyor. Araştırmacıların tespit ettiği spesifik bileşik, polisiklik aromatik hidrokarbon veya PAH adı verilen bir molekül türüdür. Dünya’da bu moleküller, yanmalı motorların veya orman yangınlarının ürettiği egzozda bulunabilir. Araştırmacılar, karbon zincirlerinden oluşan bu organik moleküllerin, yaşamın en erken biçimleri için temel yapı taşları olarak kabul edildiğini söyledi.
Phadke, “Bu araştırmanın şu anda bize söylediği – ve biz hala öğreniyoruz – bu daha küçük toz taneciklerinin bulunduğu tüm bölgeleri – JWST’den önce asla göremediğimiz bölgeleri – görebildiğimizdir” dedi. “Yeni spektroskopik veriler, galaksinin atomik ve moleküler bileşimini gözlemlememizi sağlayarak galaksilerin oluşumu, yaşam döngüleri ve nasıl geliştikleri hakkında çok önemli bilgiler sağlıyor.”
Vieira, “Bunu beklemiyorduk,” dedi. “Bu karmaşık organik molekülleri bu kadar geniş bir mesafeden tespit etmek, gelecekteki gözlemler açısından oyunun kurallarını değiştiriyor. Bu çalışma sadece ilk adım ve şimdi onu nasıl kullanacağımızı ve yeteneklerini öğreniyoruz. Bunun nasıl sonuçlanacağını görmek için çok heyecanlıyız.”
Vieira, “Tezimi yazarken keşfettiğim galaksilerin bir gün JWST tarafından gözlemlenecek olması son derece harika,” dedi. “ABD vergi mükelleflerine, NSF’ye ve NASA hem SPT’yi hem de JWST’yi finanse etmek ve desteklemek için. Bu aletler olmasaydı, bu keşif asla gerçekleştirilemezdi.”
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için, bkz. James Webb Telescope, Uzak Gökadadaki Organik Molekülleri Keşfediyor.
Referans: “Toz açısından zengin bir galakside aromatik hidrokarbon emisyonunda mekansal değişimler” yazan Justin S. Spilker, Kedar A. Phadke, Manuel Aravena, Melanie Archipley, Matthew B. Bayliss, Jack E. Birkin, Matthieu Béthermin, James Burgoyne, Jared Cathey, Scott C. Chapman, Håkon Dahle, Anthony H. Gonzalez, Gayathri Gururajan, Christopher C. Hayward, Yashar D. Hezaveh, Ryley Hill, Taylor A. Hutchison, Keunho J. Kim, Seonwoo Kim, David Law, Ronan Legin, Matthew A. Malkan, Daniel P. Marrone, Eric J. Murphy, Desika Narayanan, Alex Navarre, Grace M. Olivier, Jeffrey A. Rich, Jane R. Rigby, Cassie Reuter, James E. Rhoads, Keren Sharon, JDT Smith, Manuel Solimano, Nikolaus Sulzenauer, Joaquin D. Vieira, David Vizgan, Axel Weiß ve Katherine E. Whitaker, 5 Haziran 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-05998-6
Vieira ayrıca, Illinois’deki Ulusal Süper Hesaplama Uygulamaları Merkezi tarafından finanse edilen AstroFiziksel Araştırmalar Merkezi’nin direktörüdür. Phadke, CAPS mezunu bir arkadaştır.
Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, JWST’yi NASA sözleşmesi NAS 5-03127 kapsamında Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği, Inc. yönetimi altında işletiyor.