A Webb teleszkóp feltárja, hogyan hatolt át a fény a ködön a korai univerzumban

Több mint 20 000 galaxis ragyog fényesen a Halak és az Androméda csillagképek közötti égbolt elsöprő kilátásában. A látvány azonban nem csupán egy lenyűgöző látvány, hanem segített a csillagászoknak meghatározni, mi indította el a reionizáció korszakát, azt az időszakot, amikor az átlátszatlan univerzum átadta helyét az átlátszónak.

Az univerzum korai napjait sűrű gáz borította, ami korlátozta a rajta áthaladó fény mennyiségét. közben A reionizáció korszaka– Amikor az univerzum körülbelül 400 millió és egymilliárd éves volt – a gáznemű univerzum kezdett kitisztulni, amíg minden átlátszóvá nem vált a fény számára.

Így a reionizáció korszaka döntő fontosságú volt ahhoz, hogy lássuk, mi történt. Négyzetkilométer tömb — az Hamarosan ez lesz a világ legnagyobb rádióteleszkópja-ez a ködös időszakra összpontosított.

Most már volt néhány 13,7 milliárd éve az Ősrobbanás ótaés Webbnek az a koncepciója, hogy visszatekint ezekre a korai életkorokra, hogy pontosan megértse, mi változott.

A fenti kép közepén egy rózsaszín fényforrás látható hat diffrakciós tüskével (Web képalkotásának műtermékei). A fényforrás a J0100+2802 kvazár, egy szokatlanul fényes galaktikus atommag, amely megvilágítja a közte és Webb között lévő gázt.

Az összetett kép számos expozíciót tartalmaz Webb NIRCam műszerével, és különféle szűrőkön keresztül is megtekinthető; Az összes expozíció 2022. augusztus 22-én készült. Weboldalunk csak a kép kisebb változatát tudja kezelni; 127 MB-os pompájában láthatja itt.

Csillagászokból álló csapat – Face to Face Webb – kvazárfény segítségével több mint 100 galaxist vizsgált az univerzum első milliárd évéből, a kvazár és a teleszkóp között elhelyezkedő 59 galaxisra összpontosítva.

Arra számítottunk, hogy néhány tucat galaxist azonosítunk, amelyek a reionizáció korszakában léteztek–„De könnyen kiválaszthatnánk a 117-et” – mondta Daichi Kashino, a Nagoya Egyetem csillagásza és az egyik tanulmány vezető szerzője. „Web felülmúlta várakozásainkat.”

A kutatók összehasonlították Webb adatait a kvazár korábbi megfigyeléseivel, amelyeket a Keck Obszervatórium, az Európai Déli Obszervatórium Very Large Telescope és a Las Campanas Obszervatórium Magellán Teleszkópja vett fel.

Eredményeiket három különálló közleményben teszik közzé, ma a The Astrophysical Journalban. Az egyik cikk erre összpontosított Bizonyíték a fiatal galaxisok által vezérelt reionizációraírja le a másodikat Csillagok és gázok spektroszkópiája galaxisokbanA harmadik arra összpontosított A kvazár az egész nyomozás központi eleme.

A kutatók azt találták, hogy a galaxisok körüli területek átlátszó buborékok voltak, ami arra utal, hogy maguk a galaxisok is részt vettek az univerzum újraionizációjában.

„Ha visszatekintünk a reionizációs fogakra, nagyon egyértelmű változást látunk” – mondta Simon Lilly, a tanulmány társszerzője, a svájci ETH Zürich csillagásza és az Űrteleszkóp Tudományos Intézet vezető kutatója. dob. „A csillagok milliárdjaiból álló galaxisok ionizálják a körülöttük lévő gázt, hatékonyan átlátszó gázzá alakítva.”

A kvazár fénye pontosan megmutatta, hol nyeli el a gáz (azaz a régiót még nem ionizálták), vagy tovább utazik (ami azt jelenti, hogy a régió átlátszóbb volt). A galaxisok körüli átlátszó területek általában körülbelül 2 millió fényév átmérőjűek voltak, ugyanezen verzió szerint.

A galaxisok körüli átlátszó régiók megduzzadtak és összeolvadtak, végül az egész univerzumot átlátszóvá tették.

Az egyik figyelemreméltó elem, amelyet Webb egyedül nem tud megfejteni, az az, hogy a világító kvazár az univerzum fejlődésének korai szakaszában hogyan lett ilyen nagy. A J0100+2802 tömege körülbelül 10 milliárdszorosa a Nap tömegének. Még mindig zavarba ejtő kérdés, hogy a fekete lyukak hogyan fejlődnek, mivel az asztrofizikusoknak még meg kell érteniük, hogyan válnak ilyenné a szupermasszív fekete lyukak, és Miért tűnik úgy, hogy nagyon kevés a közepes tömegű fekete lyuk? (Bár nagyszámú csillaghalmaz és hatalmas is van.)

Webb könnyfakasztó, ha az ősi galaxisok mély képalkotásáról van szó. Csak a múlt héten a Mélymező kétszer annyi galaxissal (összesen 45 000 galaxis) A fenti kép is szerkesztve lett.

Webb kilátásai megingathatatlanok, és ahogy több tucat kutató szitálja át adatait, kikristályosodik a korai univerzum evolúciója – egykor homályos zűrzavar volt.

Bővebben: Asztrofizikusok fedezik fel a Földhöz legközelebb eső fekete lyukat