Το τηλεσκόπιο Webb αποκαλύπτει πώς το φως διείσδυσε στην ομίχλη στο πρώιμο σύμπαν

Περισσότεροι από 20.000 γαλαξίες λάμπουν λαμπερά σε αυτή τη σαρωτική θέα του ουρανού μεταξύ των αστερισμών των Ιχθύων και της Ανδρομέδας. Αλλά περισσότερο από ένα συναρπαστικό θέαμα, η θέα βοήθησε τους αστρονόμους να προσδιορίσουν τι πυροδότησε την εποχή του επαναιονισμού, την περίοδο που το αδιαφανές σύμπαν έδωσε τη θέση του στο διαφανές.

Οι πρώτες μέρες του σύμπαντος καλύπτονταν από παχύ αέριο που περιόριζε την ποσότητα φωτός που μπορούσε να ταξιδέψει μέσα από αυτό. κατά τη διάρκεια της Η εποχή του επαναιονισμού– Όταν το σύμπαν ήταν περίπου 400 εκατομμύρια έως ένα δισεκατομμύριο ετών – το αέριο σύμπαν άρχισε να καθαρίζει, μέχρι που όλα έγιναν διαφανή στο φως.

Και έτσι η εποχή του επαναιονισμού ήταν κρίσιμη για την ικανότητά μας να δούμε τι συνέβη. Συστοιχία τετραγωνικών χιλιομέτρων — η Σύντομα θα είναι το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο— αυτό έκανε τη νεφελώδη χρονική περίοδο να επικεντρωθεί.

Πλέον έχει γίνει κάποια 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξηκαι ο Webb έχει την ιδέα να κοιτάξει πίσω σε εκείνες τις πρώτες ηλικίες για να καταλάβει τι ακριβώς έχει αλλάξει.

Στο κέντρο της παραπάνω εικόνας είναι μια ροζ πηγή φωτός με έξι ακίδες περίθλασης (τεχνουργήματα από την απεικόνιση του Webb). Η πηγή του φωτός είναι το κβάζαρ J0100+2802, ένας ασυνήθιστα φωτεινός γαλαξιακός πυρήνας που φωτίζει το αέριο μεταξύ αυτού και του Webb.

Η σύνθετη εικόνα περιλαμβάνει πολλές εκθέσεις από το όργανο NIRCam του Webb και μπορεί να προβληθεί μέσω διαφόρων φίλτρων. Όλες οι εκθέσεις λήφθηκαν στις 22 Αυγούστου 2022. Ο ιστότοπός μας μπορεί να χειριστεί μόνο μια μικρότερη έκδοση της εικόνας. Μπορείτε να το δείτε στα 127MB της δόξας εδώ.

Μια ομάδα αστρονόμων – Face to Face Webb – χρησιμοποίησε το φως κβάζαρ για να μελετήσει περισσότερους από 100 γαλαξίες από τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια του σύμπαντος, εστιάζοντας σε 59 γαλαξίες που βρίσκονται μεταξύ του κβάζαρ και του τηλεσκοπίου.

Περιμέναμε να εντοπίσουμε μερικές δεκάδες γαλαξίες που υπήρχαν κατά την εποχή του επαναιονισμού–«Αλλά θα μπορούσαμε εύκολα να διαλέξουμε 117», είπε ο Daichi Kashino, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο Nagoya και κύριος συγγραφέας μιας από τις εργασίες. «Ο Webb ξεπέρασε τις προσδοκίες μας».

Οι ερευνητές συνέκριναν τα δεδομένα του Webb με προηγούμενες παρατηρήσεις του κβάζαρ που έγιναν από το Παρατηρητήριο Keck, το Πολύ Μεγάλο Τηλεσκόπιο του Ευρωπαϊκού Νότιου Αστεροσκοπείου και το Τηλεσκόπιο Magellan του Παρατηρητηρίου Las Campanas.

Τα ευρήματά τους δημοσιεύονται σε τρεις ξεχωριστές εργασίες, σήμερα στο The Astrophysical Journal. Ένα έγγραφο επικεντρώθηκε σε Στοιχεία για επαναιονισμό που οδηγείται από νεαρούς γαλαξίεςπεριγράψτε το δεύτερο Φασματοσκοπία αστεριών και αερίων στους γαλαξίεςΈνα τρίτο επικεντρώθηκε σε Το κβάζαρ είναι κεντρικό σε όλη την έρευνα.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι περιοχές γύρω από τους γαλαξίες ήταν διαφανείς φυσαλίδες, υποδεικνύοντας ότι οι ίδιοι οι γαλαξίες συμμετείχαν στον επαναιονισμό του σύμπαντος.

«Όταν κοιτάμε πίσω στα δόντια επαναιονισμού, βλέπουμε μια πολύ σαφή αλλαγή», δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Simon Lilly, αστρονόμος στο ETH Zürich στην Ελβετία και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας στο Επιστημονικό Ινστιτούτο του Διαστημικού Τηλεσκοπίου. εκτόξευση. «Οι γαλαξίες, που αποτελούνται από δισεκατομμύρια αστέρια, ιονίζουν το αέριο γύρω τους, μετατρέποντάς το ουσιαστικά σε διαφανές αέριο».

Το φως από το κβάζαρ έδειξε ακριβώς πού απορροφούνταν από το αέριο (που σημαίνει ότι η περιοχή δεν είχε ακόμη επαναιονιστεί) ή συνέχιζε να ταξιδεύει (που σημαίνει ότι η περιοχή ήταν πιο διαφανής). Οι διαφανείς περιοχές γύρω από τους γαλαξίες είχαν γενικά περίπου 2 εκατομμύρια έτη φωτός, σύμφωνα με την ίδια εκδοχή.

Οι διαφανείς περιοχές γύρω από τους γαλαξίες διογκώθηκαν και συνενώθηκαν, κάνοντας τελικά ολόκληρο το σύμπαν διαφανές.

Ένα αξιοσημείωτο στοιχείο που ο Webb μόνος του δεν μπορεί να αποκρυπτογραφήσει είναι το πώς το φωτεινό κβάζαρ έγινε τόσο μεγάλο νωρίς στην εξέλιξη του σύμπαντος. Η μάζα του J0100+2802 είναι περίπου 10 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου. Το πώς εξελίσσονται οι μαύρες τρύπες εξακολουθεί να είναι ένα μπερδεμένο ερώτημα, καθώς οι αστροφυσικοί δεν έχουν ακόμη καταλάβει πώς οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες γίνονται τέτοιες και Γιατί φαίνεται να υπάρχουν πολύ λίγες μαύρες τρύπες ενδιάμεσης μάζας; (Ενώ υπάρχει μεγάλος αριθμός αστρικών σμηνών και ογκώδεις.)

Ο Webb είναι κάτι σαν δακρύβρεχτο όταν πρόκειται για βαθιά απεικόνιση αρχαίων γαλαξιών. Μόλις την περασμένη εβδομάδα α Ένα βαθύ πεδίο με διπλάσιο αριθμό γαλαξιών (45.000 γαλαξίες συνολικά) Η παραπάνω εικόνα έχει επίσης υποστεί επεξεργασία.

Η προοπτική του Webb είναι αταλάντευτη και καθώς δεκάδες ερευνητές εξετάζουν τα δεδομένα του, η εξέλιξη του πρώιμου σύμπαντος -κάποτε ένα αόριστο χάος– αποκρυσταλλώνεται.

Περισσότερα: Οι αστροφυσικοί ανακαλύπτουν την πλησιέστερη μαύρη τρύπα στη Γη