Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) przyjrzał się najstarszym obserwowanym galaktykom.
Astronomowie są teraz pewni, że światło z nich galaktyki Podróżował na Ziemię ponad 13,4 miliarda lat temu, wynika z dwóch nowych badań. Wyniki pokazują, że te galaktyki są zamieszkane Wszechświat Kiedy miała mniej niż 350 milionów lat, wskazuje to na szybkie pojawienie się pierwszych generacji galaktyk.
„Bardzo ważne było udowodnienie, że te galaktyki rzeczywiście żyły we wczesnym Wszechświecie. Jest bardzo możliwe, że nawet bliższe galaktyki przebrały się za bardzo odległe galaktyki” – mówi Emma Curtis Lake, współautorka jednego z nowych badań i astronom z – napisano w artykule z University of Hertfordshire w Anglii. oświadczenie (Otwiera się w nowej karcie).
„Widząc, jak widmo rozwinęło się zgodnie z naszymi oczekiwaniami, potwierdzając, że te galaktyki znajdują się na prawdziwej krawędzi naszego pola widzenia, a niektóre są dalej niż Hubble’a widze! „To bardzo ekscytujące osiągnięcie misji” – powiedział Curtis Lake.
Powiązany: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba: wszystko, co musisz wiedzieć
Odkrycie podkreśla zdolność JWST do wykonywania jednego z najważniejszych zadań – badania wczesnego Wszechświata poprzez światło, które podróżowało tak długo, że rozszerzanie się Wszechświata wydłużyło jego długość fali. Ta ekspansja światła nazywa się przesunięcie ku czerwieni; Im dłużej światło podróżuje, tym bardziej wszechświat rozszerza się w kierunku czerwonego końca widma elektromagnetycznego. Oznacza to, że przesunięcie ku czerwieni może być używane jako miara odległości i że wczesne galaktyki musiały mieć światło wykazujące ekstremalne przesunięcie ku czerwieni, z ich światłem rozciągającym się w zakresie podczerwieni – specjalność JWST.
Do tej pory warte 10 miliardów dolarów obserwatorium zidentyfikowało kilka kandydujących galaktyk z ekstremalnie wysokim przesunięciem ku czerwieni, ale obserwacje te muszą zostać potwierdzone za pomocą spektroskopii.
Spektroskopię można wykorzystać do odróżnienia wczesnych galaktyk od bliższych, nowszych galaktyk, które mogą mieć podobne cechy, ponieważ spektroskopia może zidentyfikować charakterystyczne odciski palców niektórych pierwiastków. Wczesne galaktyki składały się głównie z wodoru i helu i brakowało im cięższych pierwiastków, takich jak tlen, azot i węgiel. Dzieje się tak dlatego, że nie są jeszcze wzbogacone o ciężkie pierwiastki, które je utworzyły gwiazdy przez syntezę jądrową, a następnie rozproszone, gdy te gwiazdy umierają i odchodzą Supernowa.
Analiza danych zebranych przez naukowców z kamery JWST Near Infrared Camera (NIRCam) i spektroradiometru bliskiej podczerwieni (NIRSpec) pozwoliła im ustalić, że cztery galaktyki oznaczone jako JADES-GS-z10–0, JADES-GS-z11–0, mają JADES-GS-z12–0 i JADES-GS-z13–0 mają naprawdę intensywne przesunięcia ku czerwieni, od 10,3 do 13,2. (JADES, nawiasem mówiąc, oznacza „JWST Advanced Deep Extragalactic Survey”).
Doszli do tego wniosku, ponieważ w widmach tych galaktyk brakuje wyraźnej sygnatury ciężkich pierwiastków, takich jak węgiel, co oznacza, że JWST widzi je takimi, jakimi były, gdy Wszechświat miał zaledwie 300 do 500 milionów lat. (Wszechświat ma obecnie około 13,8 miliarda lat).
„Po raz pierwszy wykryliśmy galaktyki zaledwie 350 milionów lat po Wielkim Wybuchu i możemy być całkiem pewni ich niezwykłych odległości” – powiedział Brant Robertson, współautor i członek zespołu naukowego NIRCam. „Znalezienie tych wczesnych galaktyk na tak oszałamiająco pięknych zdjęciach to wyjątkowe przeżycie”.
Obserwacje pochodzą z pierwszej rundy obserwacji JADES, które były skierowane na mały obszar nieba znany jako Ultragłębokie Pole, które było badane przez prawie dwie dekady przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Ten skrawek nieba zawiera około 100 000 galaktyk, z których każda została odkryta w pewnym momencie swojej historii, prawdopodobnie miliardy lat temu.
Naukowcy wykorzystali ponad 10 dni czasu misji JWST na badanie ultragłębokiego pola za pomocą NIRCam, obserwując je w dziewięciu różnych kolorach podczerwieni. Następnie przez 28 godzin zbierano dane przez instrument NIRSpec przez okres trzech dni. Dlatego JWST dostarczył wyjątkowo czułych i ostrych zdjęć tego regionu, a także dostarczył astronomom danych potrzebnych do uzyskania dokładnego pomiaru przesunięcia ku czerwieni każdej galaktyki i ujawnienia właściwości gazu i gwiazd w każdej z nich.
„Te wyniki są zwieńczeniem tego, dlaczego zespół NIRCam i NIRSpec połączyły siły, aby wdrożyć ten program monitorowania” – powiedziała Marcia Rieke, główny badacz NIRCam z University of Arizona.
Te dwa artykuły zostały opublikowane dzisiaj (4 kwietnia) w Magazyn Natura (Otwiera się w nowej karcie). Naukowcy po raz pierwszy ogłosili wyniki w grudniu 2022 r., kiedy zaprezentowali je na konferencji.
Podążaj za nami na Twitterze @pracownik (Otwiera się w nowej karcie) i dalej Facebook (Otwiera się w nowej karcie).
„Amatorski przedsiębiorca. Profesjonalny ekspert od internetu. Człowiek zombie. Nieuleczalny badacz popkultury”.