Una straordinaria immagine dell’universo nell’infrarosso profondo del telescopio spaziale James Webb ha rivelato 42 nuove lenti galattiche, rivelando una profondità della forma della lente senza precedenti, aiutandoci infine a vedere le prime galassie.
svelamento di Telescopio spaziale James Webb Inquadratura profonda del presidente degli Stati Uniti Joe Biden in una presentazione speciale Evento alla Casa Bianca Chi è stato arrestato l’11 luglio era un segreto gelosamente custodito. Squadre di astronomi si sono affrettate ad essere i primi ad analizzarlo, con tre nuovi documenti di ricerca pubblicati sul server di prestampa della comunità entro una settimana dal rilascio dell’immagine.
“Eravamo un po’ sconvolti, a dire il vero!” Brenda Fry, un’astronoma dello Steward Observatory dell’Università dell’Arizona e coautrice di uno degli articoli, ha detto a Space.com. Di solito abbiamo un avviso con un anno o due di anticipo, ma nessuno l’ha visto [this release] Vieni adesso.”
Galleria: Le prime immagini dal telescopio spaziale James Webb
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Il Universo SMACS J0723.3-7327, abbreviato in SMACS J0723, è uno di un gruppo di ammassi di galassie fotografati da Webb per diversi studi sulle lenti gravitazionali. Inoltre, ha detto Frye, non c’è ancora niente di eccezionale nello SMACS J0723.
Splendidamente scelto [to be one of the first images] Perché era un obiettivo relativamente sconosciuto”.
lente a gravità Un fenomeno in cui l’attrazione gravitazionale di un oggetto molto massiccio fa piegare lo spazio in una forma simile a una lente ottica, distorcendo la luce da dietro la lente e amplificandola in luminosità. Gli ammassi galattici sono lenti particolarmente efficaci perché contengono un’enorme quantità di massa (nel caso di SMACS J0723, circa 100 trilioni di volte la massa del Sole) in un volume relativamente compatto di circa 3-5 milioni di anni luce di diametro.
Precedenti sondaggi condotti da Telescopio spaziale Hubble e pensionato Osservatorio spaziale Herschel Hanno trovato alcune immagini lenticolari di galassie di fondo in SMACS J0723. Ma Webb sta portando la ricerca a un livello completamente nuovo.
Il team di Frye, guidato dallo studente laureato Massimo Pascal dell’Università della California, Berkeley, ha scoperto 42 nuove immagini dell’obiettivo sullo sfondo della nuova immagine a campo profondo. Le lenti gravitazionali possono creare più immagini della stessa galassia, quindi queste 42 immagini rappresentano 19 galassie separate. Un altro team guidato da Gabriel Kamena del Max Planck Institute for Astrophysics in Germania ha contato 27 immagini con un nuovo obiettivo.
Qualunque sia il risultato finale, queste immagini lenticolari consentono agli scienziati di mappare meglio il modo in cui la materia viene vista e visualizzata scuro – Distribuito nella serie SMACS J0723 per progettare la forma della lente. Uno dei nuovi documenti di ricerca, di un team guidato da Guillaume Mahler dell’Università di Durham, conclude che la maggior parte della massa è concentrata nelle galassie più luminose e massicce dell’ammasso.
“Non solo i nostri modelli descrivono la massa, ma possiamo anche usarli per descrivere l’ingrandimento di queste immagini lenticolari”, ha detto Pascal a Space.com.
Attualmente, la galassia più distante confermata è un oggetto distante noto come GN-z11Che ha uno spostamento verso il rosso di 11,09, il che significa che lo vediamo com’era 13,4 miliardi di anni fa, cioè dopo solo 400 milioni di anni la grande esplosione. (Il termine “spostamento verso il rosso” si riferisce all’estensione della lunghezza d’onda della luce che si verifica quando l’universo si estende tra un oggetto distante e lo spettatore. Maggiore è il fattore di spostamento verso il rosso, più lontana è la sorgente luminosa.)
Il candidato più distante lo è HD1, che è stato scoperto con uno spostamento verso il rosso di 13, ci sembra come se fosse appena 300 milioni di anni dopo il Big Bang. e recentemente, Risultati in anticipo sul Web Ha identificato un’altra galassia candidata con spostamento verso il rosso 13, chiamata GLASS-z11. Tuttavia, gli astronomi non hanno confermato il redshift di HD1 o GLASS-z11.
Webb dovrebbe battere entrambi i record di spostamento verso il rosso, sebbene nessuno dei sistemi di lenti osservati su SMACS J0723 sia stato identificato oltre Gn-z11 o HD1. Pascal e Frey sono interessati a mappare un fenomeno chiamato “curva critica” perché la lente gravitazionale applica la massima forza di ingrandimento lungo queste curve e dove gli astronomi hanno le migliori possibilità di vedere Le prime galassie.
“L’ingrandimento tipico nel gruppo lente è vicino a 10 volte, il che non è sufficiente per vedere le prime galassie”, ha detto Frey. “Ma se guardiamo vicino alla curva critica, le cose vengono ingrandite centinaia o addirittura migliaia di volte”.
Pensa a una curva critica come linee di contorno su una mappa topografica di una superficie nazione. Più queste linee di contorno sono raggruppate insieme, più in alto si alzerà un punto particolare sulla superficie. Allo stesso modo, la curva critica è il punto in cui convergono le linee di contorno di un potenziale gravitazionale e maggiore è il loro numero, maggiore è la forza di quel potenziale e l’ingrandimento ad esso associato. La posizione e la forma delle immagini che utilizzano l’obiettivo possono fornire un’indicazione di dove si trova la curva critica.
“In definitiva, vogliamo guardare direttamente lungo la curva critica in cui l’ingrandimento è maggiore, ed è lì che troveremo le galassie con il più alto spostamento verso il rosso”, ha detto Frey.
Per questo motivo, i primi tre nuovi articoli di Webb sul campo profondo si sono concentrati sulla modellazione della quantità e della distribuzione della materia nella massa frontale, e quindi della forma della lente e della posizione della curva critica.
Tuttavia, la modellazione può anche dirci qualcosa sulla storia dell’ammasso galattico.
“Abbiamo ritenuto che la distribuzione complessiva fosse un po’ più lunga del previsto”, ha detto Pascal. «Forse questo dice qualcosa Storia della fusione a grappoloE possiamo estrapolarlo e imparare qualcosa sulla formazione del blocco nel suo insieme, che avviene in un ambiente molto caotico in cui gravità Tutte queste galassie si attraggono.”
Il passo successivo immediato per Pascal, il team di Frey e due degli autori del documento di ricerca è seguire il processo di revisione tra pari per vedere questi risultati pubblicati su riviste scientifiche. Inoltre, i dati di NIRISS (Near Infrared Imaging and Slit Spectrometer) sono in attesa di analisi e dovrebbero aiutare gli scienziati a determinare lo spostamento verso il rosso spettrale delle galassie lenticolari e vedere quanto sono lontane. (L’immagine del campo profondo è stata scattata da NIRCam, una fotocamera nel vicino infrarosso.)
“Prima che Webb lo filmasse, SMACS J0723 non era il protagonista dello spettacolo”, ha detto Pascal. “Ora, all’improvviso, è carta dopo carta, che mostra davvero quanto sia potente il Webb e rivela cose che prima non potevamo vedere”.
È possibile trovare la prima versione di Pascal e Free paper qui. Sono disponibili le altre due carte qui e il qui.
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