James Webb 우주 망원경이 포착한 심적외선 우주의 놀라운 이미지는 42개의 새로운 은하 렌즈 이미지와 렌즈 모양의 전례 없는 깊이를 드러냈으며, 이는 결국 우리가 최초의 은하를 보는 데 도움이 될 것입니다.
폭로 제임스 웹 우주 망원경 특별 프레젠테이션에서 조 바이든 미국 대통령의 깊은 사진 백악관 행사 7월 11일에 구금된 사람은 철저히 비밀로 유지되었습니다. 천문학자 팀은 이미지가 공개된 지 일주일 이내에 커뮤니티의 사전 인쇄 서버에 3개의 새로운 연구 논문이 게시되어 이를 분석하는 첫 번째 팀이 되기 위해 경쟁했습니다.
“솔직히 우리는 화가 났어요!” 애리조나 대학의 Steward Observatory의 천문학자이자 논문 중 하나의 공동 저자인 Brenda Fry는 Space.com에 말했습니다. “보통 우리는 1~2년 전에 사전 경고를 받았지만 아무도 그것을 본 적이 없습니다. [this release] 이 시간에 온다.”
갤러리: James Webb 우주 망원경의 첫 번째 이미지
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그만큼 은하 줄여서 SMACS J0723으로 알려진 SMACS J0723.3-7327 클러스터는 다양한 중력 렌즈 조사를 위해 Webb가 촬영한 은하단 그룹 중 하나입니다. 게다가 Fry는 지금까지 SMACS J0723에 대해 특별한 점은 없었다고 말했습니다.
아름답게 선택한 [to be one of the first images] 상대적으로 알려지지 않은 표적이었기 때문입니다.”
중력 렌즈 매우 무거운 물체의 중력으로 인해 공간이 광학 렌즈와 유사한 모양으로 구부러져 렌즈 뒤에 있는 빛이 왜곡되어 밝기가 증폭되는 현상입니다. 은하단은 지름이 약 300~500만 광년인 비교적 작은 부피에 엄청난 양의 질량(SMACS J0723의 경우 태양 질량의 약 100조 배)을 포함하고 있기 때문에 특히 효과적인 렌즈입니다. .
이전에 실시한 여론조사 허블 우주 망원경 그리고 은퇴했다 허셜 우주 천문대 그들은 SMACS J0723 관측에서 배경 은하의 렌즈 모양 이미지 몇 개를 발견했습니다. 그러나 Webb는 완전히 새로운 차원으로 연구를 진행하고 있습니다.
University of California, Berkeley의 대학원생 Massimo Pascal이 이끄는 Frye 팀은 새로운 deep-field 이미지의 배경에서 42개의 새로운 렌즈 이미지를 발견했습니다. 중력 렌즈는 동일한 은하의 여러 이미지를 생성할 수 있으므로 이 42개의 이미지는 19개의 개별 은하를 나타냅니다. 독일 막스 플랑크 천체 물리학 연구소의 Gabriel Caminha가 이끄는 또 다른 팀은 새 렌즈로 27개의 이미지를 계산했습니다.
최종 결과가 무엇이든 이 렌티큘러 이미지를 통해 과학자들은 물질이 어떻게 보이고 보이는지에 대한 지도를 미세 조정할 수 있습니다. 어두운 – SMACS J0723 시리즈에 분포하여 렌즈의 형태를 디자인함. Durham 대학의 Guillaume Mahler가 이끄는 팀의 새로운 연구 논문 중 하나는 대부분의 질량이 은하단에서 가장 밝고 가장 무거운 은하에 집중되어 있다고 결론지었습니다.
Pascal은 Space.com에 “우리 모델은 질량을 설명할 뿐만 아니라 이러한 렌티큘러 이미지의 배율을 설명하는 데 사용할 수도 있습니다.
현재 가장 멀리 확인된 은하는 다음으로 알려진 먼 물체입니다. GN-z1111.09의 적색편이를 가지며, 이는 우리가 134억 년 전, 즉 4억 년 후의 모습으로 본다는 것을 의미합니다. 큰 폭발. (“적색편이”는 우주가 멀리 있는 물체와 관찰자 사이에 뻗어 있을 때 발생하는 빛의 파장 확장을 의미합니다. 적색편이 계수가 높을수록 광원이 더 멀리 떨어져 있습니다.)
가장 먼 후보는 HD113의 적색편이에서 감지된 는 빅뱅 후 불과 3억 년이 지난 것처럼 우리에게 나타납니다. 그리고 최근, 웹의 초기 결과 그것은 GLASS-z11이라고 불리는 또 다른 적색편이 13 후보 은하를 확인했다. 그러나 천문학자들은 HD1이나 GLASS-z11의 적색편이를 확인하지 못했습니다.
Webb는 이 두 적색편이 기록을 모두 깰 것으로 예상되지만 SMACS J0723에서 볼 수 있는 렌즈 은하가 Gn-z11 또는 HD1에서 더 멀리 떨어져 있는지 여부는 아직 결정되지 않았습니다. 파스칼과 프레이는 “임계 곡선”이라는 현상을 매핑하는 데 관심이 있습니다. 왜냐하면 중력 렌즈가 가장 큰 배율을 사용하고 천문학자들이 볼 수 있는 가장 좋은 기회가 이 곡선을 따라 있기 때문입니다. 최초의 은하.
“렌즈 클러스터의 일반적인 배율은 10배에 가깝기 때문에 첫 번째 은하를 보기에는 충분하지 않습니다.”라고 Frey가 말했습니다. “그러나 우리가 임계 곡선 근처를 보면 그것이 수백, 심지어 수천 배 확대되는 곳입니다.”
임계 곡선을 표면의 지형도에 있는 등고선과 같이 생각하십시오. 땅. 이러한 등고선이 함께 그룹화될수록 표면의 특정 지점이 더 높아집니다. 마찬가지로 임계 곡선은 중력 전위의 등고선이 수렴하는 곳이며, 중력 전위가 많을수록 해당 전위의 강도와 그에 따른 확대가 커집니다. 렌즈가 있는 이미지의 위치와 모양은 임계 곡선이 있는 위치를 나타낼 수 있습니다.
“궁극적으로 우리가 하고자 하는 것은 배율이 더 높은 임계 곡선을 따라 직접 보는 것이며, 그곳에서 가장 높은 적색편이 은하를 찾을 것입니다.”라고 Frey가 말했습니다.
이러한 이유로 Webb의 딥 필드에 대한 초기 3편의 새 논문은 전체 질량(fore mass)의 물질의 양과 분포, 따라서 렌즈의 모양과 임계 곡선의 위치를 모델링하는 데 초점을 맞춥니다.
그러나 모델링은 은하단의 역사에 대해서도 알려줄 수 있습니다.
Pascal은 “전체 배포가 예상보다 조금 더 긴 것으로 나타났습니다.”라고 말했습니다. “아마도 클러스터 병합 내역그리고 우리는 그것으로부터 외삽할 수 있고 매우 혼란스러운 환경에서 발생하는 블록 전체의 형성에 대해 뭔가를 배울 수 있습니다. 중력 이 모든 은하에서 서로 끌어당깁니다.”
Pascal, Frey의 팀 및 다른 두 논문 저자의 즉각적인 다음 단계는 동료 검토 프로세스를 따라 과학 저널에 게재된 이러한 결과를 확인하는 것입니다. 또한 NIRISS(근적외선 이미저 및 슬릿 분광광도계)의 데이터가 분석되기를 기다리고 있으며 과학자들이 렌즈형 은하의 스펙트럼 적색편이를 결정하고 이들이 얼마나 멀리 떨어져 있는지 확인하는 데 도움이 될 것입니다. (딥 필드 이미지는 근적외선 카메라인 NIRCam으로 촬영했습니다.)
“Webb가 그를 촬영하기 전에는 SMACS J0723이 쇼의 주인공이 아니었습니다.”라고 Pascal이 말했습니다. “이제 갑자기, 우리가 이전에 볼 수 없었던 것을 드러내기 위해 Webb Web이 얼마나 강력한지 실제로 말해주는 시트마다 시트가 있습니다.”
Pascal 및 Free 논문의 초기 버전을 찾을 수 있습니다. 여기. 다른 2개의 카드는 유효합니다 여기 그리고 여기.
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