A impressionante imagem infravermelha do universo do Telescópio Espacial James Webb revelou 42 novas imagens de galáxias com lentes, revelando uma profundidade sem precedentes da forma da lente, que pode eventualmente nos ajudar a ver as primeiras galáxias.
revelação de Telescópio Espacial James Webb Imagem profunda do presidente dos EUA, Joe Biden, em uma apresentação especial evento Casa Branca Quem foi detido em 11 de julho, era um segredo bem guardado. Equipes de astrônomos correram para serem os primeiros a analisá-la, com três novos trabalhos de pesquisa postados no servidor de pré-impressão da comunidade uma semana após o lançamento da imagem.
“Ficamos meio chateados, para ser honesto!” Brenda Fry, astrônoma do Observatório Steward da Universidade do Arizona e coautora de um dos artigos, disse ao Space.com. “Geralmente temos um ou dois anos de aviso prévio, mas ninguém o viu [this release] Chegando neste momento.”
Galeria: As primeiras imagens do Telescópio Espacial James Webb
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o galáxia O aglomerado SMACS J0723.3-7327, conhecido como SMACS J0723, está entre um grupo de aglomerados de galáxias fotografados por Webb para várias pesquisas de lentes gravitacionais. Além disso, disse Frye, não houve nada de excepcional no SMACS J0723 – até agora.
Lindamente escolhido [to be one of the first images] Porque era um alvo relativamente desconhecido.”
lente de gravidade Um fenômeno no qual a gravidade de um objeto muito massivo faz com que o espaço se dobre em uma forma semelhante a uma lente óptica, distorcendo a luz do que está atrás da lente e amplificando-a em brilho. Aglomerados galácticos são lentes particularmente eficazes porque contêm uma enorme quantidade de massa (no caso de SMACS J0723, cerca de 100 trilhões de vezes a massa do Sol) em um volume relativamente compacto com um diâmetro de cerca de 3 a 5 milhões de anos-luz de diâmetro. .
Pesquisas anteriores realizadas por telescópio espacial Hubble e aposentado Observatório Espacial Herschel Eles encontraram algumas imagens lenticulares de galáxias de fundo em sua observação SMACS J0723. Mas Webb está levando a pesquisa a um nível totalmente novo.
A equipe Frye, liderada pelo estudante de pós-graduação Massimo Pascal da Universidade da Califórnia, Berkeley, descobriu 42 novas imagens de lente no fundo da nova imagem de campo profundo. As lentes gravitacionais podem criar várias imagens da mesma galáxia, então essas 42 imagens representam 19 galáxias individuais. Outra equipe liderada por Gabriel Caminha, do Instituto Max Planck de Astrofísica, na Alemanha, contou 27 imagens com uma nova lente.
Seja qual for o resultado final, essas imagens lenticulares permitem que os cientistas ajustem o mapa de como a matéria é visível e visível Sombrio – Distribuído na série SMACS J0723, desenhando assim a forma da lente. Um dos novos artigos, de uma equipe liderada por Guillaume Mahler da Universidade de Durham, conclui que a maior parte da massa está concentrada na galáxia mais brilhante e massiva do aglomerado.
“Nossos modelos não apenas descrevem a massa, mas também podemos usá-los para descrever a ampliação dessas imagens lenticulares”, disse Pascal ao Space.com.
Atualmente a galáxia confirmada mais distante é um objeto distante conhecido como GN-z11que tem um desvio para o vermelho de 11,09, o que significa que o vemos como era 13,4 bilhões de anos atrás, ou seja, apenas 400 milhões de anos depois a grande explosão. (“Redshift” refere-se ao alongamento do comprimento de onda da luz que ocorre quando o universo é esticado entre um objeto distante e o observador. Quanto maior o fator de redshift, mais distante a fonte de luz.)
O candidato mais distante é HD1, que foi detectado em um redshift de 13, aparece para nós como aconteceu apenas 300 milhões de anos após o Big Bang. e recentemente, Resultados iniciais da Web Identificou outra galáxia candidata ao redshift 13, chamada GLASS-z11. No entanto, os astrônomos não confirmaram o desvio para o vermelho de HD1 ou GLASS-z11.
Espera-se que Webb quebre esses dois recordes de redshift, embora quais das galáxias com lentes vistas no SMACS J0723 estão além de Gn-z11 ou HD1 ainda não tenham sido identificadas. Pascal e Frey estão interessados em mapear um fenômeno chamado de “curva crítica”, pois é ao longo dessas curvas que uma lente gravitacional aplica a maior força de ampliação, e onde os astrônomos têm mais chances de ver As primeiras galáxias.
“A ampliação típica no aglomerado de lentes é de cerca de 10 vezes, o que não é suficiente para ver as primeiras galáxias”, disse Frey. “Mas se olharmos perto da curva crítica, é aí que as coisas são ampliadas centenas ou mesmo milhares de vezes.”
Pense em uma curva crítica como as linhas de contorno em um mapa topográfico de uma superfície uma terra. Quanto mais essas linhas de contorno forem agrupadas, mais alto qualquer ponto na superfície se elevará. Da mesma forma, a curva crítica é onde as linhas de contorno dos potenciais gravitacionais convergem, e quanto mais deles houver, maior será a força desse potencial e a ampliação correspondente. A localização e a forma das imagens com uma lente podem dar uma indicação de onde está a curva crítica.
“Em última análise, o que queremos fazer é olhar diretamente ao longo da curva crítica, onde a ampliação é maior, e é aí que vamos encontrar as galáxias com maior desvio para o vermelho”, disse Frey.
É por essa razão que o trio inicial de novos artigos de Webb em campo profundo se concentra na modelagem da quantidade e distribuição de matéria na massa anterior e, portanto, na forma da lente e na localização da curva crítica.
No entanto, a modelagem também pode nos contar sobre a história do aglomerado galáctico.
“Descobrimos que a distribuição geral é um pouco mais longa do que o esperado”, disse Pascal. “Talvez isso diga algo sobre Histórico de fusão de clustere podemos extrapolar isso e aprender algo sobre a formação do bloco como um todo, que acontece em um ambiente muito caótico onde gravidade De todas essas galáxias, puxe umas às outras.”
O próximo passo imediato para Pascal, a equipe de Frey e os outros dois autores dos artigos é seguir o processo de revisão por pares para ver essas descobertas publicadas em revistas científicas. Além disso, os dados do NIRISS (Near Infrared Imager and Slit Spectrometer) estão esperando para serem analisados e devem ajudar os cientistas a determinar o desvio para o vermelho espectral das galáxias lenticulares e ver a que distância elas estão. (A imagem de campo profundo foi capturada pela NIRCam, a câmera de infravermelho próximo.)
“Antes de Webb filmá-lo, SMACS J0723 não era a estrela do show”, disse Pascal. “Agora, de repente, há papel após papel sobre ele, que realmente fala sobre o quão poderosa é a Webb Web, para revelar coisas que não podíamos ver antes.”
A versão inicial do documento Pascal e Free pode ser encontrada por aqui. Os outros dois cartões estão disponíveis por aqui E a por aqui.
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