James Webb Uzay Teleskobu, Uzak Gökadaların Enfes Görüntülerini Ortaya Çıkarıyor

Onlarca yıldır Hubble Uzay Teleskobu ve yer tabanlı teleskoplar bize muhteşem galaksi görüntüleri sağladı. James Webb Uzay Teleskobu (JWST) Aralık 2021’de fırlatıldığında ve 2022’nin ilk yarısında devreye alınmasını başarıyla tamamladığında her şey değişti. Gökbilimciler için, gördüğümüz şekliyle evren, şimdi evrenin asla hayal bile edemeyeceği yeni bir şekilde ortaya çıkıyor. teleskopun Yakın Kızılötesi Kamera (NIRCam) cihazı.

NIRCam, Webb’in 0,6 ila 5 mikron arasındaki kızılötesi dalga boyu aralığını kapsayan birincil görüntüleyicisidir. NIRCam, oluşum sürecindeki en eski yıldızlardan ve gökadalardan gelen ışığı, yakın gökadalardaki yıldız popülasyonunu ve aynı zamanda gökadadaki genç yıldızları saptar. Samanyolu ve Kuiper Kuşağı nesneleri.

Reiyonizasyon ve Mercekleme Bilimi için Prime Extragalactic Areas veya PEARLS projesi, yakın zamanda yayınlanan bir çalışmanın konusudur. Astronomi Dergisi Arizona State University School of Earth and Space Exploration Regents Profesörü Rogier Windhorst, Araştırma Bilimcisi Rolf Jansen, Yardımcı Araştırma Bilimcisi Seth Cohen, Araştırma Görevlisi Jake Summers ve Mezun Yardımcısı Rosalia O’Brien’ın da dahil olduğu bir araştırmacı ekibi tarafından diğer birçok araştırmacı.

Katkıda bulunmak: NASA, ESA, CSA, Rolf A. Jansen (ASU), Jake Summers (ASU), Rosalia O’Brien (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Aaron Robotham (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI) ), Christopher Willmer (Arizona Üniversitesi) ve JWST PEARLS Ekibi; Rolf A. Jansen (ASU) ve Alyssa Pagan (STScI) tarafından görüntü işleme

Araştırmacılar için, PEARLS programının en eski gökadalara ait görüntüleri, büyük gökada kümelerinin arka planındaki nesnelerin yerçekimsel merceklenme miktarını göstererek ekibin bu çok uzak nesnelerden bazılarını görmesini sağlıyor. Nispeten derin olan bu alanlardan birinde (yukarıdaki resimde gösterilen), ekip, aktif çekirdeklere sahip etkileşim halindeki gökadaları belirlemek için çarpıcı çok renkli görüntülerle çalıştı.

Windhorst ve ekibinin verileri, merkezlerinde, birikim diskini görebileceğiniz dev kara deliklerin kanıtlarını gösteriyor. Kara delik, galaksi merkezinde çok parlak bir şekilde parlıyor. Artı, pek çok galaktik yıldız arabanızın ön camlarında damlalar gibi görünür – galaksiler arası uzayda ilerliyormuşsunuz gibi. Bu renkli alan, Dünya’nın, Ay’ın ve diğer tüm gezegenlerin güneş etrafında yörüngede döndüğü düzlem olan ekliptik düzlemin tam yukarısındadır.

Windhorst, “Yirmi yılı aşkın bir süredir, Webb bilim programımızı hazırlamak için büyük bir uluslararası bilim insanı ekibiyle çalıştım” dedi. “Webb’in görüntüleri gerçekten olağanüstü, en çılgın hayallerimin bile ötesinde. Çok zayıf kızılötesi sınırlara kadar parlayan galaksilerin sayı yoğunluğunu ve ürettikleri toplam ışık miktarını ölçmemizi sağlarlar. Bu ışık, bu galaksiler arasında ölçülen çok karanlık kızılötesi gökyüzünden çok daha sönük.”

Ekibin bu yeni görüntülerde görebildiği ilk şey, Webb tarafından çekilen görüntülerde Hubble’ın yanında bulunan veya Hubble’a gerçekten görünmeyen birçok gökadanın parlak olduğudur. Bu galaksiler o kadar uzakta ki yıldızların yaydığı ışık uzamış durumda.

Ekip, Webb teleskopu ile Kuzey Ekliptik Kutbu zaman alanı alanına odaklandı – gökyüzündeki konumu nedeniyle kolayca görüntülenebilir. Windhorst ve ekip bunu dört kez gözlemlemeyi planlıyor.

Üst üste binen iki karodan oluşan ilk gözlemler, nesneleri aydan uzakta (ay orada değilken) 10 ateşböceğinin parlaklığı kadar soluk gösteren bir görüntü üretti. Webb için nihai sınır bir veya iki ateş böceğidir. Görüntüde görülebilen en sönük ve en kırmızı nesneler, Dünya’dan sonraki ilk birkaç yüz milyon yıl öncesine giden uzak gökadalardır. Büyük patlama.

Jansen’in kariyerinin büyük bir bölümünde, tek bir görüntü üreten tek bir kamera ile tek bir enstrümana sahip olduğunuz yerdeki ve uzaydaki kameralarla çalıştı. Artık bilim adamlarının, yalnızca bir detektör veya ondan bir görüntü değil, aynı anda 10 görüntü çıkaran bir aleti var. NIRCam’in aldığı her poz için bu görüntülerden 10 tane verir. Bu çok büyük bir veri miktarı ve katıksız hacim bunaltıcı olabilir.

Summers, bu verileri işlemek ve dünyanın dört bir yanındaki ortak çalışanların analiz yazılımları aracılığıyla kanalize etmek için etkili oldu.

Summers, “JWST görüntüleri, ilk bilimsel gözlemlerden önceki simülasyonlarımdan beklediğimizden çok daha fazla” dedi. “Bu JWST görüntülerini incelerken, en çok onların mükemmel çözünürlüğü beni şaşırttı.”

Jansen’in birincil ilgi alanı, kendi Samanyolumuz gibi galaksilerin nasıl ortaya çıktığını anlamaktır. Ve bunu yapmanın yolu, galaksilerin nasıl bir araya geldiklerine zamanda çok geriye bakmak, etkili bir şekilde nasıl evrimleştiklerini görmek ve böylece Büyük Patlama’dan bizim gibi insanlara giden yolu izlemektir.

Jansen, “İlk PEARLS görüntüleri beni çok etkiledi” dedi. “Kuzey Ekliptik Kutbu yakınlarındaki bu alanı seçtiğimde, bunun uzak gökadalardan oluşan böylesine bir hazine sunacağını ve gökadaların bir araya gelip büyüdüğü süreçler hakkında doğrudan ipuçları elde edeceğimizi bilmiyordum – akarsuları görebiliyorum. , eteklerinde yıldızların kuyrukları, kabukları ve haleleri, yapı taşlarından arta kalanlar.

Üçüncü sınıf astrofizik yüksek lisans öğrencisi O’Brien, gözümüze ilk çarpan galaksiler ve yıldızlar arasındaki zayıf ışığı ölçmek için algoritmalar tasarladı.

O’Brien, “Yıldızlar ve galaksiler arasında ölçtüğüm dağınık ışık, evrenin tarihini kodlayan kozmolojik bir öneme sahip” dedi. “Kariyerime şu anda başladığım için kendimi şanslı hissediyorum – JWST verileri şimdiye kadar gördüğümüz hiçbir şeye benzemiyor ve sunduğu fırsatlar ve zorluklar beni heyecanlandırıyor.”

Jansen, “Bu alanın, uzaktaki patlayan süpernovalar veya aktif galaksilerdeki karadeliklerin etrafında biriken gaz gibi hareket eden, parlaklığı değişen veya kısaca alevlenen nesneleri ortaya çıkarmak için JWST görevi boyunca izlenmesini bekliyorum” dedi.

Video Steve Filmer/ASU Medya İlişkileri

Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için, bkz. Webb Galaktik Elmaslarla Çivili Kuzey Ekliptik Kutbu Ele Geçirdi.

Referans: “JWST PEARLS. Prime Extragalactic Areas for Reionization and Mercekleme Bilimi: Projeye Genel Bakış ve İlk Sonuçlar” yazan Rogier A. Windhorst, Seth H. Cohen, Rolf A. Jansen, Jake Summers, Scott Tompkins, Christopher J. Conselice, Simon P. Driver, Haojing Yan, Dan Coe, Brenda Frye, Norman Grogin, Anton Koekemoer, Madeline A. Marshall, Rosalia O’Brien, Nor Pirzkal, Aaron Robotham, Russell E. Ryan Jr., Christopher NA Willmer, Timothy Carleton, Jose M. Diego, William C. Keel, Paolo Porto, Caleb Redshaw, Sydney Scheller, Stephen M. Wilkins, SP Willner, Adi Zitrin, Nathan J. Adams, Duncan Austin, Richard G. Arendt, John F. Beacom, Rachana A. Bhatawdekar, Larry D. Bradley, Tom Broadhurst, Cheng Cheng, Francesca Civano, Liang Dai, Hervé Dole, Jordan CJ D’Silva, Kenneth J. Duncan, Giovanni G. Fazio, Giovanni Ferrami, Leonardo Ferreira, Steven L. Finkelstein, Lukas J. Furtak, Hansung B. Gim, Alex Griffiths, Heidi B. Hammel, Kevin C. Harrington, Nimish P. Hathi, Benne W. Holwerda, Rachel Honor, Jia-Sheng Huang, Min hee Hyun, Myungshin Im, Bhavin A. Joshi, Patrick S. Kamieneski, Patrick Kelly, Rebecca L. Larson, Juno Li, Jeremy Lim, Zhiyuan Ma, Peter Maksym, Giorgio Manzoni, Ashish Kumar Meena, Stefanie N. Milam, Mario Nonino , Massimo Pascale, Andreea Petric, Justin DR Pierel, Maria del Carmen Polletta, Huub JA Röttgering, Michael J. Rutkowski, Ian Smail, Amber N. Straughn, Louis-Gregory Strolger, Andi Swirbul, James AA Trussler, Lifan Wang, Brian Welch , J. Stuart B. Wyithe, Min Yun, Erik Zackrisson, Jiashuo Zhang ve Xiurui Zhao, 14 Aralık 14 2022, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/aca163