Du tittar på en av de mest avlägsna bekräftade galaxerna som hittats av JWST

By | August 17, 2023

Ett av huvudmålen för James Webb rymdteleskop (JWST) ska använda sin kraftfulla optik och avancerade instrument för att observera universums första galaxer. Dessa galaxer bildades cirka 1 miljard år efter Big Bang, och sammanföll med slutet av vad som kallas “den kosmiska mörka tidsåldern”. Denna epok är otillgänglig för konventionella optiska teleskop eftersom de enda källorna till fotoner till stor del var förknippade med relikstrålningen från Big Bang – idag synlig som den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) – eller var resultatet av återjoniseringen av neutralt väte (synligt idag). som reflektionslinje) 21 cm).

Tack vare dess avancerade optik och infraröda bildegenskaper, webb det flyttade gränserna för hur långt astronomer och kosmologer kan se. En av de mest intressanta upptäckterna var Maisie-galaxen, som verkade ha existerat cirka 390 miljoner år efter Big Bang. Enligt en ny Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) studie som nyligen dök upp i Natur, dessa resultat har redan bekräftats. Detta gör Maisies galax till en av de mest avlägsna (och äldsta) bekräftade galaxerna som någonsin observerats av mänskliga ögon.

Teamet bestod av astronomer och astrofysiker från NSF National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory (NOIRLab), University of Texas i Austin, Laboratory for Multiwavelength Astrophysics (RIT-LMA), Royal Observatory’s Institute for Astronomy, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de Investigación Multidisciplinary en Ciencia y Tecnología, Cosmic Dawn Center (DAWN), Niels Bohr Institute, Space Telescope Science Institute (STScI), National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), NASA Goddard Astrophysics Science Division och flera universitet och institut.

Ta bort alla annonser på Universe Today

Gå med i vår Patreon för bara $3!

Få den annonsfria upplevelsen för livet

Genom att observera de första stjärnorna och galaxerna hoppas astronomer kunna låsa upp några av den kosmiska evolutionens djupaste hemligheter. Detta inkluderar hur de första stjärnorna sådde galaxen med tunga element, när och var de första supermassiva svarta hålen (SMBH) bildades och hur den kosmiska strukturen har utvecklats sedan dess. Svaren som dessa observationer kommer att avslöja kommer att hjälpa forskare att ta itu med andra djupgående frågor om bildandet av planetsystem och livets byggstenar.

Maisies galax blev uppenbar för astronomer som använde JWST förra sommaren. Vid den tiden placerade observationer denna galax på ett skenbart avstånd av cirka 13,5 miljarder ljusår. Under många år hölls rekordet för den mest avlägsna galaxen av Gz-11, observerat av den ärevördiga Hubble rymdteleskop år 2016. 2020 gick observationer av NOIRLab och Cosmic DAWN-centret över kanten med sina observationer av EGS77, en galax som existerade när universum bara var 680 miljoner år gammalt.

År 2021 slogs rekordet igen av forskare ledda av Kavli Institute of Astronomy and Astrophysics, som identifierade GN-z11 – som fanns när universum var cirka 400 miljoner år gammalt. Förra sommaren trodde CEERS-samarbetet att det hade identifierat en tidigare kandidat med upptäckten av Maisies galax. Denna kampanj leddes av Steven Finkelstein, professor i astronomi vid University of Texas i Austin, huvudutredare för Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) och medförfattare till denna senaste artikel. Finkelstein döpte galaxen efter sin dotter, eftersom den upptäcktes på hennes födelsedag.

Baserat på sin analys uppskattade de att galaxen bildades bara 250 miljoner år efter Big Bang. Den senaste analysen, ledd av NOIRLab postdoktorala forskningsassistent Pablo Arrabal Haro, bekräftar att Maisies galax existerade när universum var 390 miljoner år gammalt. Även om Maisies galax inte är så ung som CEERS-teamet först trodde, är den fortfarande en av de fyra första bekräftade galaxerna. “Det intressanta med Maisies galax är att det var en av de första avlägsna galaxerna som identifierades av JWST och, av den uppsättningen, är det den första som verkligen bekräftas spektroskopiskt”, sa han i ett uttalande till UT News.

Bild av Maisies galax, uppkallad efter Steven Finkelsteins dotter, tagen av JWST. Kredit: NASA/STScI/CEERS/TACC/UT Austin/S. Finkelstein/M. Bagley.

De ursprungliga uppskattningarna av rödförskjutningar baserades på fotometrisk mätning av data som samlats in av CEERS under den tid som tilldelats för webbCykel 1 General Observer-program (GO) För att få en mer exakt uppskattning utförde CEERS-teamet uppföljningsmätningar med JWST Near-infrared Spectrometer (NIRSpec). Enligt analysen av dess spektra har Maisies galax ett rödförskjutningsvärde på z=11,4. För denna senaste studie tittade samarbetet också på CEERS-93316, en galax som ursprungligen hittades 2022 som en del av en CEERS-studie ledd av astronomer vid University of Edinburgh.

Vid den tiden uppskattade teamet att galaxen hade en rekord rödförskjutning på z = 16,7, vilket indikerar att den bildades endast 250 miljoner år efter Big Bang. Vid ytterligare analys fann de att deras resultat förvirrades av närvaron av het gas i galaxen, vilket gjorde att den såg mycket blåare ut än den faktiskt var – och mycket ljusare än våra modeller förutspår för de första galaxerna. Den blå nyansen efterliknade signaturen som CEERS-teamet förväntade sig att se i mycket tidiga galaxer, som var befolkade av särskilt massiva och intensivt ljusblå stjärnor.

Deras senaste analys fastställde att CEERS-93316 har en mer blygsam rödförskjutning på z = 4,9, vilket motsvarar en ålder på cirka 1 miljard år efter Big Bang. Finkelstein sa:

– Det här var ett lite konstigt fall. Av de många dussintals höga rödförskjutningskandidater som har observerats spektroskopiskt, är detta det enda fallet där den sanna rödförskjutningen är mycket mindre än vår initiala uppskattning. Det skulle ha varit riktigt utmanande att förklara hur universum kunde skapa en så enorm galax så tidigt. Så jag tror att det förmodligen alltid var det mest sannolika resultatet eftersom det var så extremt, så ljust, med en uppenbar hög rödförskjutning.”

CEERS-teamets papper, “Bekräftelse och motbevisande av mycket lysande galaxer i det tidiga universum”, publicerades i Natur den 14 augusti 2023. CEERS-teamet utvärderar för närvarande flera andra galaxer som kan föregå Maisies galax, vilket tar studiet av det tidiga universum ännu längre.

Mer läsning: UT News, Natur

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *