Webb teleskop görüntüsüne dayalı gökada kümesi SMACS J0723.3−7327’nin kütle dağılımı için geliştirilmiş model

Bu ay James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından yayınlanan ilk bilim görüntüsünü kullanarak, Münih Teknik Üniversitesi’nin (TUM) önemli katkılarıyla uluslararası bir bilim adamları ekibi, SMACS J0723 gökada kümesinin kütle dağılımı için geliştirilmiş bir model oluşturdu. .3−7327. Ön plandaki gökada kümesi, sözde yerçekimi merceği olarak işlev görür ve arka plan gökadalarının hem çoklu görüntülerini üretir hem de bu görüntüleri büyütür. Bu tür çoklu görüntülerin bir ailesi, modelin yaklaşık 13 Gyrs uzaklıkta olduğunu tahmin ettiği, yani ışığı teleskoba ulaşmadan yaklaşık 13 milyar yıl önce seyahat eden bir galaksiye aittir.

James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından yayınlanan ilk bilim görüntüsü, özellikle galaksi kümesi SMACS J0723.3−7327 olmak üzere bir yerçekimi merceğine aitti. Yerçekimi mercekleri, özellikle gökada kümeleri, arka plan gökadalarından gelen ışığı büyütür ve bunların birden fazla görüntüsünü üretir. JWST’den önce, SMACS J0723.3−7327’de altı arka plan kaynağının 19 çoklu görüntüsü biliniyordu. JWST verileri şimdi başka bir on lensli kaynaktan 27 ek çoklu görüntü ortaya çıkardı.

Max Planck Enstitüsü, TUM’da doktora sonrası araştırmacı olan Gabriel Bartosch Caminha, “JWST tarafından açılan yola doğru bu ilk adımda, SMACS0723’ün mercekleme etkisini büyük bir doğrulukla modellemek için bu yepyeni teleskoptan alınan son verileri kullandık” diyor. Astrofizik (MPA) ve Alman Kozmolojik Mercekleme Merkezi (GCCL). İşbirliği, önce “JWST öncesi” bir lens modeli oluşturmak için Hubble Uzay Teleskobu (HST) ve Çoklu Birim Spektroskopik Gezgini’nden (MUSE) gelen verileri kullandı ve ardından yeni mevcut JWST yakın kızılötesi görüntüleme ile geliştirdi. “JWST görüntüleme kesinlikle şaşırtıcı ve güzel, çok daha fazla çoklu lensli arka plan kaynağı gösteriyor ve bu da lens kütle modelimizi önemli ölçüde iyileştirmemize izin verdi” diye ekliyor.

Mevcut en doğru modellerden biri

Bu yeni, mercekli kaynakların çoğu henüz uzaklık tahminlerine sahip değil ve bilim adamları, bu mercekli gökadaların ne kadar uzakta olabileceğini tahmin etmek için kütle modellerini kullandılar. Bunlardan birinin muhtemelen 13 Gyrs (kırmızıya kayma > 7.5) gibi inanılmaz bir uzaklıkta olduğu bulundu, yani ışığı evrenin ilk evrelerinde yayıldı. Bu gökada, üç görüntüye çarpılarak merceklenir ve parlaklığı toplamda μ≈20 kat büyütülür.

Bununla birlikte, bu ilkel nesneleri incelemek için, ön plandaki gökada kümesinin mercekleme etkisini doğru bir şekilde tanımlamak esastır. TUM’da Gözlemsel Kozmoloji Profesörü, MPA’da Max Planck Araştırma Grubu Lideri ve Academia Sinica Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü’nde Misafir Akademisyen Sherry Suyu, “Doğru kütle modelimiz JWST verilerinin araştırılmasının temelini oluşturuyor” diye vurguluyor. “Muhteşem JWST görüntüleri, doğru modelimiz sayesinde ayrıntılı olarak incelenebilen çok çeşitli güçlü lensli galaksileri gösteriyor.”

Ön plan kümesinin kütle dağılımına yönelik yeni model, tüm çoklu görüntülerin konumlarını yüksek bir doğrulukla yeniden üretebilir ve bu da modeli mevcut en doğru modellerden biri haline getirir. Bu kaynakların takip çalışmaları için, büyütme haritaları ve modelden tahmin edilen kırmızıya kaymalar (yani mesafeler) dahil olmak üzere lens modelleri kamuya açık hale getirilir. Suyu, “Bu konuda çok heyecanlıyız” diye ekliyor. “Diğer güçlü mercekli gökada kümelerinin gelecekteki JWST gözlemlerini sabırsızlıkla bekliyoruz. Bunlar yalnızca gökada kümelerinin kütle dağılımlarını daha iyi sınırlamamıza izin vermeyecek, aynı zamanda yüksek kırmızıya kaymalı gökadaları incelememize de izin verecek.”