La straordinaria immagine dell’universo nell’infrarosso profondo del telescopio spaziale James Webb ha rivelato 42 nuove immagini di galassie con lenti, rivelando una profondità senza precedenti della forma della lente, che alla fine potrebbe aiutarci a vedere le prime galassie.
rivelazione di Telescopio spaziale James Webb Immagine 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 hanno gareggiato per essere i primi ad analizzarlo, con tre nuovi documenti di ricerca pubblicati sul server di pre-stampa della comunità entro una settimana dal rilascio dell’immagine.
“Ci siamo un po’ arrabbiati, 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 preavviso di un anno o due, ma nessuno l’ha visto [this release] In arrivo a quest’ora”.
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Il galassia L’ammasso SMACS J0723.3-7327, noto in breve come SMACS J0723, fa parte di un gruppo di ammassi di galassie ripreso da Webb per varie indagini di lenti gravitazionali. Inoltre, ha detto Frye, non c’è stato nulla di eccezionale in SMACS J0723 – fino ad ora.
Splendidamente scelto [to be one of the first images] Perché era un obiettivo relativamente sconosciuto”.
lente a gravità Un fenomeno in cui la gravità di un oggetto molto massiccio fa piegare lo spazio in una forma simile a una lente ottica, distorcendo la luce da tutto ciò che si trova 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 con un diametro 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 nella loro osservazione 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, a 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 singole galassie. Un altro team guidato da Gabriel Caminha 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 mettere a punto la mappa di come la materia è visibile e visibile scuro – Distribuito nella serie SMACS J0723, disegnando così la forma della lente. Uno dei nuovi articoli, di un team guidato da Guillaume Mahler dell’Università di Durham, conclude che la maggior parte della massa è concentrata nella galassia più luminosa e massiccia 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 confermata più distante 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 solo 400 milioni di anni dopo la grande esplosione. (“Redshift” si riferisce all’allungamento della lunghezza d’onda della luce che si verifica quando l’universo è allungato tra un oggetto distante e lo spettatore. Maggiore è il fattore di spostamento verso il rosso, più distante è la sorgente luminosa.)
Il candidato più distante lo è HD1, che è stato rilevato con uno spostamento verso il rosso di 13, ci appare come se fosse appena 300 milioni di anni dopo il Big Bang. e recentemente, Primi risultati dal Web Ha identificato un’altra galassia candidata redshift 13, chiamata GLASS-z11. Tuttavia, gli astronomi non hanno confermato il redshift né di HD1 né di GLASS-z11.
Webb dovrebbe battere entrambi questi record di spostamento verso il rosso, anche se non è ancora stata identificata quale delle galassie con lenti viste in SMACS J0723 sono oltre Gn-z11 o HD1. Pascal e Frey sono interessati a mappare un fenomeno chiamato “curva critica”, perché è lungo queste curve che una lente gravitazionale applica la massima forza di ingrandimento e dove gli astronomi hanno le migliori possibilità di vedere Le prime galassie.
“L’ingrandimento tipico nell’ammasso di lenti 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, è lì che le cose vengono ingrandite centinaia o addirittura migliaia di volte”.
Pensa a una curva critica come alle linee di contorno su una mappa topografica di una superficie una terra. Più queste linee di contorno sono raggruppate insieme, più in alto aumenterà un dato punto sulla superficie. Allo stesso modo, la curva critica è dove convergono le linee di contorno dei potenziali gravitazionali, e più ce ne sono, maggiore è la forza di quel potenziale e il relativo ingrandimento. La posizione e la forma delle immagini con un obiettivo possono fornire un’indicazione di dove si trova la curva critica.
“In definitiva, quello che vogliamo fare è guardare direttamente lungo la curva critica dove l’ingrandimento è maggiore, ed è lì che troveremo le galassie con il più alto spostamento verso il rosso”, ha detto Frey.
È per questo motivo che il trio iniziale di nuovi articoli di Webb sul campo profondo si concentra sulla modellazione della quantità e della distribuzione della materia nella massa anteriore, e quindi della forma della lente e della posizione della curva critica.
Tuttavia, la modellazione può anche raccontarci la storia dell’ammasso galattico.
“Abbiamo riscontrato che la distribuzione complessiva è un po’ più lunga del previsto”, ha affermato Pascal. «Forse questo dice qualcosa Storia della fusione dei clustere possiamo estrapolarlo e imparare qualcosa sulla formazione del blocco nel suo insieme, che avviene in un ambiente molto caotico in cui gravità Da tutte queste galassie si tirano a vicenda.”
Il passo successivo immediato per Pascal, il team di Frey e gli altri due autori degli articoli è seguire il processo di revisione tra pari per vedere questi risultati pubblicati su riviste scientifiche. Inoltre, i dati di NIRISS (Near Infrared Imager and Slit Spectrometer) sono in attesa di essere analizzati 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 catturata da NIRCam, la fotocamera nel vicino infrarosso.)
“Prima che Webb lo filmasse, SMACS J0723 non era il protagonista dello spettacolo”, ha detto Pascal. “Ora, all’improvviso, ci sono fogli su fogli su di esso, che parlano davvero di quanto sia potente il Webb Web, per rivelare cose che non potevamo vedere prima”.
È possibile trovare la versione iniziale del documento Pascal e Free qui. Sono disponibili le altre due carte qui E il qui.
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