15 lipca, 2024

MSPStandard

Znajdź wszystkie najnowsze artykuły i oglądaj programy telewizyjne, reportaże i podcasty związane z Polską

5 ważnych lekcji z nowej rekordowej galaktyki JWST

5 ważnych lekcji z nowej rekordowej galaktyki JWST

Gdziekolwiek spojrzymy, nasz wszechświat jest pełen świetlistej materii.

„Czerwona i martwa” galaktyka NGC 1277 znajduje się w Gromadzie Perseusza. Podczas gdy inne galaktyki zawierają mieszaninę gwiazd czerwonych i niebieskich, w tej galaktyce nie powstały nowe gwiazdy od około 10 miliardów lat. Na pierwszym planie bliższe obiekty, takie jak gwiazdy, a także odległe galaktyki są wszędzie na tym zdjęciu.

kredyt: NASA, ESA, M. Beasley (Instytut Astrofizyki Wysp Kanaryjskich) i P. Kehusmaa

Galaktyki wspierane przez gwiazdy są rozproszone po całym wszechświecie.

Kolekcja Abel 2744 Pandora

Galaktyki tworzące gromadę Pandora, Abell 2744, są zawarte w trzech oddzielnych składnikach gromady, które są łatwo rozpoznawalne wizualnie, podczas gdy pozostałe źródła tła są rozproszone po całym wszechświecie, włączając wiele z pierwszych miliardów lat historii kosmosu. Obecnie wiadomo, że w tym polu widzenia znajduje się wiele najstarszych galaktyk, jakie kiedykolwiek odkryto, a także najmłodsza prymitywna gromada galaktyk, jaką kiedykolwiek odkryto: zaledwie 650 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

kredyt: R. Besançon i in., przesłane przez ApJ, JWST UNCOVER Treasury Survey, 2023

Dalej są bardziej niebieskie, mniejsze i słabiej rozwinięte.

Galaktyki Drogi Mlecznej kosmiczny czas

Galaktyk podobnych do dzisiejszej Drogi Mlecznej jest mnóstwo, ale młodsze galaktyki przypominające Drogę Mleczną są z natury mniejsze, bardziej niebieskie, bardziej brudne i ogólnie bogatsze w gaz niż galaktyki, które widzimy dzisiaj. W przypadku pierwszych galaktyk efekt ten osiąga ekstremum. Jak widzieliśmy wcześniej, galaktyki przestrzegają tych zasad.

kredyt: NASA, ESA, P. van Dokkum (Yale U.), S. Patel (Leiden U.) i zespół 3-D-HST

Nawet w granicach naszych narzędzi galaktyk wciąż jest mnóstwo.

Ta niewielka część obszaru przeglądu JADES, wykonana za pomocą instrumentu NIRCam należącego do JWST, pokazuje szczegółowo stosunkowo pobliskie galaktyki, galaktyki w pośrednich odległościach, które wydają się skupione razem, a nawet bardzo odległe galaktyki, które mogą oddziaływać z gwiazdami lub tworzyć gwiazdy, pomimo ich słabej natury i czerwonawego koloru wygląd. . Dopiero zaczęliśmy odkrywać całe bogactwo wszechświata za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.

kredyt: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)

Nie ma głębszego spojrzenia niż JADES: JWST Zaawansowane głębokie badanie pozagalaktyczne.

READ  Naukowcy znajdują skamielinę „gigantycznego” pająka dinozaura w Australii

JWST Jadeit

Powyższe zdjęcie przedstawia obszar badań JWST w ramach Advanced Galactic Deep Extraterrestrial Survey (JADES). Region ten obejmuje maksimum głębokiego pola Hubble’a i odkrywa nowe galaktyki w rekordowych odległościach, których Hubble nie mógł zobaczyć. Kolory na obrazach JWST nie są „prawdziwymi kolorami”, ale są przypisywane na podstawie różnych wyborów. To zdjęcie, opublikowane w grudniu 2022 r., zostało od tego czasu udoskonalone przez kolejne obserwacje w tym samym obszarze przestrzeni, przy czym obserwacje spektroskopowe były wymagane do określenia odległości do tych galaktyk.

kredyt: NASA, Europejska Agencja Kosmiczna, Kanadyjska Agencja Kosmiczna, M. Zamani (ESA/Web); Twórcy: Brant Robertson (UC Santa Cruz), S. Tachella (Cambridge), E. Curtis Lake (OH), S. Cargnani (Scula Normal Superior), współpraca JADES

Dzięki nowym danym spektroskopowym Rekord odległości kosmicznej ponownie został pobity.

Powyższe zdjęcie przedstawia widmo, czyli intensywność w funkcji długości fali, odległej galaktyki JADES-GS-z14-0 uzyskane za pomocą instrumentu NIRSpec należącego do JWST. Frakcja Lymana mówi nam, że galaktyka ma przesunięcie ku czerwieni z = 14,32, co odpowiada ówczesnemu wiekowi Wszechświata wynoszącemu zaledwie 285 milionów lat.

kredyt: NASA, Europejska Agencja Kosmiczna, Kanadyjska Agencja Kosmiczna, ok. Olmsteada (STScI). Nauka: S. Carniani (Scuola Normale Superiore), współpraca JADES

gds-gs-z14-0 jest Obecnie jest to najdalsza galaktyka, jaką kiedykolwiek odkryto: Tylko 285 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Jeśli nakreślisz zapis odległości kosmicznej w czasie, stanie się jasne, że miało miejsce kilka dużych skoków: w latach sześćdziesiątych, pod koniec lat dziewięćdziesiątych i obecnie ponownie w latach dwudziestych XX wieku, w epoce Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. Chociaż w kosmologii wciąż nie ma pewności, ta rekordowa nowa galaktyka powinna pojawić się między 270 a 305 milionami lat po Wielkim Wybuchu.

kredyt: Stefano Cargnani/Kevin Heinlein/Twitter

Oto 5 ważnych lekcji Już się nauczyliśmy Z jego odkrycia.

READ  Recenzja książki: Koniec raju Adama Wellsa

Występująca w kontekście pola JWST JADES galaktyka JADES-GS-z14-0 niczym się nie wyróżnia, a mimo to właśnie po raz kolejny pobiła rekord odległości kosmicznej, stając się pierwszą galaktyką odkrytą kiedykolwiek, gdy Wszechświat liczył mniej niż 300 milionów lat.: Tylko 2,1% jego obecnego wieku.

kredyt: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)

1.) Nie wszystkie wczesne galaktyki są zwarte.

Wśród odległych galaktyk GN-z11 i GHZ2 należą do najjaśniejszych, a mimo to są niezwykle kompaktowe. JADES-GS-z14-1 jest bardziej typowa: słabsza, ale wciąż bardzo zwarta, podczas gdy JADES-GS-z14-0 jest bardziej zagadkowa: jasna i rozległa, co sugeruje fizyczny rozmiar do 1700 lat świetlnych w niewiarygodnej odległości.

kredyt: S. Cargnani i in. (Współpraca JADES), arXiv:2405.18485, 2024

Chociaż (2. miejsce) JADES-GS-z14-1 wygląda na punkt, jednak nim jest Brat dalej W rzeczywistości rozciąga się na 1700 lat świetlnych.

Galaktyka JADES-GS-z14-0 wraz z nakładającą się, niepowiązaną galaktyką, która leży dokładnie na tej samej linii wzroku. Ich rozległy charakter można wyraźnie zobaczyć nawet na powiększonym obrazie obu galaktyk z kamery NIRCam.

kredyt: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA); Wyjaśnienia: E. Siegela

2.) Nie wszystkie kandydatury na odległe galaktyki są poprawne.

JADES Filtry Bardzo Odległych Galaktyk

Przed Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba istniało około 40 kandydatów na bardzo odległe galaktyki, głównie z obserwacji Hubble’a. Wczesne wyniki JWST ujawniły wiele bardzo odległych galaktyk kandydujących, ale obecnie w polu widzenia JADES o powierzchni zaledwie 125 minut kwadratowych odkryto 717 z nich. Całe nocne niebo jest milion razy większe, co sugeruje, że można znaleźć co najmniej setki milionów tych bardzo odległych galaktyk. Niektóre przetrwają obserwację spektroskopową, inne nie. Jest jeszcze wiele do zrobienia w nauce.

kredyt: Kevin Heinlein za współpracę JADES, AAS242

Analiza spektroskopowa ujawnia, że ​​niektóre bardzo odległe galaktyki są po prostu zapylone i z natury czerwone.

READ  Satelita NASA wyrywa się z orbity wokół Ziemi i kieruje się na Księżyc

Podczas gdy JADES-GS-z14-0 i JADES-GS-z14-1 (na czerwono) okazują się prawdziwymi, bardzo odległymi galaktykami, wiele galaktyk-kandydatów (na niebiesko) okaże się oszustami w mniejszych odległościach. Manna: W istocie czerwona i/lub zakurzona. Niebieska kropka otoczona czarnym kółkiem została również zbadana przez NIRSpec i wykazała, że ​​wcale nie jest to bardzo odległa galaktyka.

kredyt: S. Cargnani i in. (Współpraca JADES), arXiv:2405.18485, 2024

3.) Niektóre galaktyki są „ukryte” przez bliższych intruzów.

JADES-GS-z14-0, w górnym, wewnętrznym kwadracie, znajduje się za (i na prawo) bliższą, jaśniejszą i bardziej niebieską galaktyką. Określenie natury odległego obiektu było możliwe jedynie za pomocą spektroskopii z zadziwiającą dokładnością, zdolnej do oddzielenia obu źródeł.

kredyt: S. Cargnani i in. (Współpraca JADES), arXiv:2405.18485, 2024

JADES-GS-z14-0 odkryto jedynie poprzez oddzielenie tej galaktyki od bliższej galaktyki na tej samej linii wzroku.

Wysoce zaawansowany instrument NIRSpec na pokładzie JWST może rejestrować światło z bardzo małego obszaru przestrzeni. Dzięki prawidłowemu wycelowaniu teleskopu pożądane źródła, w tym przypadku JADES-GS-z14-0 i JADES-GS-z14-1, można uzyskać oddzielnie nawet z bardzo bliskich i częściowo nakładających się źródeł.

kredyt: S. Cargnani i in. (Współpraca JADES), arXiv:2405.18485, 2024

4.) Ten nowy rekordzista jest niezwykle bystry i nieoczekiwany.

Dopasowując widma trzech najodleglejszych galaktyk, jakie kiedykolwiek odkryto, na tym samym wykresie, JADES-GS-z13-0 (poprzedni rekordzista), JADES-GS-z14-0 (obecny rekordzista) i JADES-GS- z14 -1 (nowo odkryta za pomocą JADES-GS-z14-0), możemy porównać jasność tych trzech galaktyk. Najbardziej odległa jest jednocześnie najjaśniejsza 4–5 razy, co stanowi zagadkę dla astronomów.

kredyt: Współpraca Kevina Heinleina i JADES

Pięć razy jaśniejszy Od poprzedniego rekordzisty (JADES-GS-z13-0) jest JADES-GS-z14-0 Jest to nawet szokująco widoczne dla oczu Merry.

Powyższe zestawienie czterech paneli przedstawia cztery różne widoki galaktyki JADES-GS-z14-0 z danymi optycznymi MIRI. Fakt, że ta galaktyka ma tak dużą emisję na poziomie 7,7 mikrona, sugeruje, że obojętny i podgrzany wodór (Balmer beta) oraz podwójnie zjonizowany tlen są obecne w znacznych ilościach.

kredyt: J.M. Hilton i in. (Współpraca JADES), arXiv:2405:18462, 2024

5.) Ale ta galaktyka jest wyjątkowo uboga w pył.

Chociaż galaktyki odkryte później zazwyczaj wykazują duże ilości pyłu, co jest zgodne z teoriami wytwarzania pyłu w wyniku zdarzeń supernowych, te dwie nowe galaktyki bijące rekordy dostarczają dowodów na to, że pył jest wytwarzany wyłącznie przez gwiazdy AGB, a nie przez supernowe. To tajemnicza niespodzianka w nowych danych.

kredyt: S. Cargnani i in. (Współpraca JADES), arXiv:2405.18485, 2024

Wygląda tak, jakby w jej wnętrzu nie doszło do żadnej supernowej.

SN 1987a JWST

Centralny obszar pozostałości po supernowej SN 1987A, zaobserwowany po raz pierwszy przez instrument NIRCam JWST w 2023 r. Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ujawnił cechy gazowe i pyłowe we wnętrzu pozostałości z większą szczegółowością niż jakiekolwiek poprzednie obserwatorium, takie jak zapadnięcie się jądra supernowych Są to niesamowite miejsca wytwarzania kosmicznego pyłu.

kredyt: NASA, ESA, CSA, Mikako Matsuura (Uniwersytet w Cardiff), Richard Arndt (NASA-GSFC, UMBC), Claes Fransson (Uniwersytet w Sztokholmie), Josephine Larsson (KTH); Terapeuta: Alyssa Pagan (STScI)

Z JWST, przeszłość naszego wszechświata Pozostaje skupiony.

Nawet z tego powiększonego widoku pola JADES bardzo trudno jest dostrzec gołym okiem najdalszą odkrytą galaktykę, JADES-GS-z14-0. Ta animacja pokazuje jej położenie za pomocą zielonego okręgu: nakładanie się na jaśniejszą, bardziej niebieską i bliższą galaktykę.

kredyt: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA); Animacja: E. Siegel

Mostly Mute Monday opowiada astronomiczną historię za pomocą zdjęć, materiałów wizualnych i nie więcej niż 200 słów.