Hình ảnh tuyệt đẹp của vũ trụ hồng ngoại sâu được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian James Webb đã tiết lộ 42 hình ảnh thấu kính mới của các thiên hà và tiết lộ độ sâu chưa từng có về hình dạng của thấu kính, cuối cùng có thể giúp chúng ta nhìn thấy các thiên hà đầu tiên.
tiết lộ về Kính viễn vọng không gian James Webb Hình ảnh sâu sắc về Tổng thống Mỹ Joe Biden trong một buổi thuyết trình đặc biệt Sự kiện của Nhà Trắng Người đã bị giam giữ vào ngày 11 tháng 7, là một bí mật được bảo vệ chặt chẽ. Các nhóm các nhà thiên văn học đã đua nhau trở thành những người đầu tiên phân tích nó, với ba bài báo nghiên cứu mới được đăng lên máy chủ bản in trước của cộng đồng trong vòng một tuần kể từ khi hình ảnh được công bố.
“Thành thật mà nói, chúng tôi rất khó chịu!” Brenda Fry, một nhà thiên văn học tại Đài quan sát Steward tại Đại học Arizona và là đồng tác giả của một trong những bài báo, nói với Space.com. “Thông thường chúng tôi có cảnh báo trước một hoặc hai năm, nhưng không ai thấy điều đó [this release] Đến vào lúc này. “
Phòng trưng bày: Những hình ảnh đầu tiên của Kính viễn vọng Không gian James Webb
Có liên quan: Kính viễn vọng không gian James Webb hoạt động như thế nào?
Các ngân hà Cụm thiên hà SMACS J0723.3-7327, được gọi tắt là SMACS J0723, nằm trong nhóm các cụm thiên hà được Webb chụp ảnh cho các cuộc khảo sát thấu kính hấp dẫn khác nhau. Trên hết, Frye nói, không có gì đặc biệt về SMACS J0723 – cho đến bây giờ.
Đẹp được chọn [to be one of the first images] Bởi vì đó là một mục tiêu tương đối không xác định. “
thấu kính trọng lực Hiện tượng trong đó trọng lực của một vật thể rất lớn khiến không gian bị uốn cong thành hình dạng tương tự như thấu kính quang học, làm biến dạng ánh sáng từ bất cứ thứ gì ở phía sau thấu kính và khuếch đại độ sáng của nó. Các cụm thiên hà là những thấu kính đặc biệt hiệu quả vì chúng chứa một khối lượng khổng lồ (trong trường hợp của SMACS J0723, khoảng 100 nghìn tỷ lần khối lượng của Mặt trời) trong một thể tích tương đối nhỏ gọn với đường kính khoảng 3 đến 5 triệu năm ánh sáng .
Các cuộc thăm dò trước đây do Kính viễn vọng không gian Hubble và nghỉ hưu Đài quan sát không gian Herschel Họ đã tìm thấy một vài hình ảnh thấu kính của các thiên hà nền trong quan sát SMACS J0723 của họ. Nhưng Webb đang đưa nghiên cứu lên một tầm cao mới.
Nhóm nghiên cứu Frye, dẫn đầu bởi nghiên cứu sinh Massimo Pascal tại Đại học California, Berkeley, đã phát hiện ra 42 hình ảnh thấu kính mới trên nền của hình ảnh trường sâu mới. Các thấu kính hấp dẫn có thể tạo ra nhiều hình ảnh của cùng một thiên hà, vì vậy 42 hình ảnh này đại diện cho 19 thiên hà riêng lẻ. Một nhóm nghiên cứu khác do Gabriel Caminha thuộc Viện Vật lý Thiên văn Max Planck ở Đức dẫn đầu đã đếm được 27 hình ảnh bằng một ống kính mới.
Dù kết quả cuối cùng là gì, những hình ảnh thấu kính này cho phép các nhà khoa học tinh chỉnh bản đồ về cách vật chất có thể nhìn thấy và nhìn thấy được tối – Được phân phối trong dòng SMACS J0723, do đó thiết kế hình dạng của ống kính. Một trong những bài báo nghiên cứu mới, từ một nhóm do Guillaume Mahler thuộc Đại học Durham dẫn đầu, kết luận rằng phần lớn khối lượng tập trung trong thiên hà sáng nhất và lớn nhất trong cụm.
“Các mô hình của chúng tôi không chỉ mô tả khối lượng mà còn có thể sử dụng chúng để mô tả độ phóng đại của những hình ảnh dạng thấu kính này”, Pascal nói với Space.com.
Hiện tại, thiên hà được xác nhận là xa nhất là một vật thể ở xa được gọi là GN-z11có độ lệch đỏ là 11,09, có nghĩa là chúng ta thấy nó giống như cách đây 13,4 tỷ năm, tức là chỉ 400 triệu năm sau vụ nổ lớn. (“Dịch chuyển đỏ” đề cập đến sự giãn ra theo bước sóng của ánh sáng xảy ra khi vũ trụ bị kéo căng giữa một vật thể ở xa và người xem. Hệ số dịch chuyển đỏ càng cao thì nguồn sáng càng xa.)
Ứng cử viên xa nhất là HD1, được phát hiện ở độ lệch đỏ 13, xuất hiện với chúng ta như nó đã xảy ra chỉ 300 triệu năm sau vụ nổ Big Bang. và gần đây, Kết quả ban đầu từ Web Nó đã xác định được một thiên hà ứng cử viên dịch chuyển đỏ khác, được gọi là GLASS-z11. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học vẫn chưa xác nhận sự dịch chuyển đỏ của HD1 hay GLASS-z11.
Webb dự kiến sẽ phá vỡ cả hai kỷ lục dịch chuyển đỏ này, mặc dù vẫn chưa xác định được liệu có bất kỳ thiên hà thấu kính nào được nhìn thấy trong SMACS J0723 xa hơn Gn-z11 hoặc HD1 hay không. Pascal và Frey quan tâm đến việc lập bản đồ một hiện tượng được gọi là “đường cong tới hạn”, bởi vì dọc theo những đường cong này mà thấu kính hấp dẫn sử dụng lực phóng đại lớn nhất và là nơi các nhà thiên văn có cơ hội nhìn thấy tốt nhất. Những thiên hà đầu tiên.
Frey nói: “Độ phóng đại điển hình trong cụm thấu kính là gần 10 lần, không đủ để nhìn thấy các thiên hà đầu tiên. “Nhưng nếu chúng ta nhìn gần đường cong tới hạn, đó là nơi mọi thứ được phóng đại hàng trăm, thậm chí hàng nghìn lần.”
Hãy nghĩ về một đường cong quan trọng giống như các đường đồng mức trên bản đồ địa hình của một bề mặt một vùng đất. Các đường đồng mức này càng được nhóm lại với nhau, thì bất kỳ điểm nào đã cho trên bề mặt sẽ càng cao. Tương tự như vậy, đường cong tới hạn là nơi hội tụ các đường đồng mức của thế năng hấp dẫn, và càng có nhiều đường đó thì cường độ của thế năng đó và độ phóng đại tương ứng càng lớn. Vị trí và hình dạng của hình ảnh bằng ống kính có thể cho biết vị trí của đường cong tới hạn.
“Cuối cùng, những gì chúng tôi muốn làm là nhìn thẳng dọc theo đường cong tới hạn nơi có độ phóng đại cao hơn, và đó là nơi chúng tôi sẽ tìm thấy những thiên hà dịch chuyển đỏ cao nhất”, Frey nói.
Chính vì lý do này mà bộ ba bài báo mới đầu tiên của Webb về trường sâu tập trung vào việc mô hình hóa số lượng và sự phân bố của vật chất trong khối lượng trước, và do đó hình dạng của thấu kính và vị trí của đường cong tới hạn.
Tuy nhiên, mô hình hóa cũng có thể cho chúng ta biết về lịch sử của cụm thiên hà.
Pascal cho biết: “Chúng tôi nhận thấy sự phân phối tổng thể dài hơn một chút so với dự kiến. “Có lẽ điều đó nói lên điều gì đó về Lịch sử hợp nhất cụmvà chúng ta có thể ngoại suy từ đó và tìm hiểu điều gì đó về sự hình thành của khối nói chung, điều này xảy ra trong một môi trường rất hỗn loạn, nơi Trọng lực Từ tất cả các thiên hà này kéo nhau. ”
Bước tiếp theo ngay lập tức đối với Pascal, nhóm của Frey và hai tác giả khác của bài báo là thực hiện theo quy trình bình duyệt để xem những phát hiện này được công bố trên các tạp chí khoa học. Hơn nữa, dữ liệu từ NIRISS (Máy chụp ảnh hồng ngoại gần và Máy quang phổ khe) đang chờ được phân tích và sẽ giúp các nhà khoa học xác định độ lệch đỏ quang phổ của các thiên hà dạng thấu kính và xem chúng ở khoảng cách bao xa. (Hình ảnh trường sâu được chụp bởi NIRCam, máy ảnh hồng ngoại gần.)
“Trước khi Webb quay phim anh ấy, SMACS J0723 không phải là ngôi sao của chương trình,” Pascal nói. “Bây giờ, đột nhiên, có tờ này đến trang khác trên đó, điều này thực sự nói lên sức mạnh của Webb Web, tiết lộ những điều mà chúng tôi không thể thấy trước đây.”
Có thể tìm thấy phiên bản đầu tiên của Pascal và Free paper ở đây. Hai thẻ còn lại có sẵn ở đây Và ở đây.
Theo dõi Keith Cooper trên Twitter @ 21CenturySETI. Theo chúng tôi trên Twitter Nhúng Tweet và hơn thế nữa Facebook.
“Nhà phân tích. Con mọt sách thịt xông khói đáng yêu. Doanh nhân. Nhà văn tận tâm. Ninja rượu từng đoạt giải thưởng. Một độc giả quyến rũ một cách tinh tế.”