Teleskopi Hapësinor Webb i NASA-s zbulon galaktikat më të hershme në Univers

Si teleskopi hapësinor më i fuqishëm i ndërtuar ndonjëherë, James Webb i NASA-s ka aftësi të pashembullta për të vëzhguar galaktikat më të largëta në Univers, njësoj si një makinë kozmike. Në fakt, thuhet se është 5-10 herë më i mirë se çdo teleskop tjetër në matjen e galaktikave të largëta. Tani, më pak se një vit pas nisjes dhe vetëm 5 muaj pasi ishte plotësisht gati për shkencë, Webb është përdorur për të zbuluar galaktikat më të hershme të konfirmuara deri më sot.

Një ekip ndërkombëtar astronomësh ka përdorur të dhënat nga teleskopi hapësinor James Webb (JWST) i NASA-s për të raportuar zbulimin e galaktikave më të hershme të konfirmuara deri më sot. Dritës nga këto galaktika i janë dashur më shumë se 13.4 miliardë vjet për të arritur tek ne, pasi këto galaktika datojnë më pak se 400 milionë vjet pas shpërthimit të madh, kur universi ishte vetëm 2% e moshës së tij aktuale.

Të dhënat e mëparshme nga Webb kishin ofruar kandidatë për galaktika të tilla foshnjore. Tani, këto objektiva janë konfirmuar duke marrë vëzhgime spektroskopike, duke zbuluar modele karakteristike dhe dalluese në gjurmët e gishtërinjve të dritës që vjen nga këto galaktika tepër të zbehta.

“Ishte thelbësore të vërtetohej se këto galaktika, me të vërtetë, banojnë në universin e hershëm. Është shumë e mundur që galaktikat më të afërta të maskohen si galaktika shumë të largëta”, tha astronomja dhe bashkëautorja Emma Curtis-Lake nga Universiteti i Hertfordshire në Mbretërinë e Bashkuar. “Duke parë spektrin e zbuluar siç shpresonim, duke konfirmuar se këto galaktika ishin në skajin e vërtetë të pamjes sonë, pak më larg se sa mund të shihte Hubble! Është një arritje jashtëzakonisht emocionuese për misionin.”

Vëzhgimet rezultuan nga një bashkëpunim i shkencëtarëve që udhëhoqën zhvillimin e dy prej instrumenteve në bordin e Webb, Kamera me Infra të Kuqe Afër (NIRCam) dhe Spektrograf me Infra të Kuqe afër (NIRSpec). Hetimi i galaktikave më të zbehta dhe më të hershme ishte motivimi kryesor pas koncepteve për këto instrumente. Në vitin 2015, ekipet e instrumenteve u bashkuan për të propozuar “JWST Advanced Deep Extragalactic Survey” (JADES), një program ambicioz që i është ndarë pak më shumë se një muaj nga koha e teleskopit të shpërndarë në dy vjet dhe është projektuar për të ofruar një pamje të universit të hershëm. e paprecedentë si në thellësi ashtu edhe në detaje. JADES është një bashkëpunim ndërkombëtar i më shumë se tetëdhjetë astronomëve nga dhjetë vende. “Këto rezultate janë kulmi i arsyes pse ekipet NIRCam dhe NIRSpec u bashkuan për të ekzekutuar këtë program vëzhgimi,” tha bashkëautorja Marcia Rieke, hetuesja kryesore e NIRCam, e Universitetit të Arizonës në Tucson.

Raundi i parë i vëzhgimeve të JADES u përqendrua në zonën brenda dhe përreth Fushës Ultra të Thellë të Teleskopit Hapësinor Hubble (shih imazhin më poshtë). Për më shumë se 20 vjet, kjo pjesë e vogël e qiellit ka qenë objektivi i pothuajse të gjithë teleskopëve të mëdhenj, duke ndërtuar një grup të dhënash jashtëzakonisht të ndjeshme që përfshin spektrin e plotë elektromagnetik. Tani Webb po shton pamjen e tij unike, duke ofruar imazhet më të zbehta dhe më të mprehta të marra deri më tani.

Programi JADES filloi me NIRCam, duke përdorur mbi 10 ditë kohë misioni për të vëzhguar fushën në nëntë ngjyra të ndryshme infra të kuqe dhe duke prodhuar imazhe të shkëlqyera të qiellit. Rajoni është 15 herë më i madh se imazhet më të thella infra të kuqe të prodhuara nga Teleskopi Hapësinor Hubble, megjithatë është edhe më i thellë dhe më i mprehtë në këto gjatësi vale. Imazhi ka vetëm madhësinë e një njeriu kur shihet nga një milje larg. Megjithatë, ajo mbushet me rreth 100,000 galaktika, secila e kapur në një moment të historisë së tyre, miliarda vjet në të kaluarën.

“Për herë të parë, ne kemi zbuluar galaktikat vetëm 350 milionë vjet pas shpërthimit të madh dhe mund të jemi absolutisht të sigurt për distancat e tyre fantastike,” tha bashkëautori Brant Robertson nga Universiteti i Kalifornisë Santa Cruz, një anëtar i NIRCam. ekipi shkencor. “Të gjesh këto galaktika të hershme në imazhe kaq mahnitëse të bukura është një përvojë e veçantë.”

Nga këto imazhe, galaktikat në universin e hershëm mund të dallohen nga një aspekt tregues i ngjyrave të tyre me shumë gjatësi vale. Drita shtrihet në gjatësi vale ndërsa universi zgjerohet dhe drita nga këto galaktika më të reja është shtrirë me një faktor deri në 14. Astronomët kërkojnë për galaktika të zbehta që janë të dukshme në infra të kuqe, por drita e të cilave shkëputet papritur në një gjatësi vale kritike. Vendndodhja e kufirit brenda spektrit të secilës galaktikë zhvendoset nga zgjerimi i universit. Ekipi i JADES fshiu imazhet e Webb duke kërkuar për këta kandidatë të veçantë.

Më pas, ata përdorën instrumentin NIRSpec, për një periudhë të vetme vëzhgimi që përfshin tre ditë, në total 28 orë mbledhje të të dhënave. Ekipi mblodhi dritën nga 250 galaktika të zbehta, duke i lejuar astronomët të studiojnë modelet e ngulitura në spektër nga atomet në secilën galaktikë. Kjo dha një matje të saktë të zhvendosjes së kuqe të secilës galaktikë dhe zbuloi vetitë e gazit dhe yjeve në këto galaktika.

“Këto janë deri tani spektrat më të dobët infra të kuqe të marra ndonjëherë,” tha astronomi dhe bashkëautori Stefano Carniani nga Scuola Normale Superiore në Itali. “Ata zbulojnë atë që ne shpresonim të shihnim: një matje të saktë të gjatësisë së valës së dritës për shkak të shpërndarjes së hidrogjenit ndërgalaktik.”

Katër nga galaktikat e studiuara janë veçanërisht të veçanta, pasi u zbulua se ishin në një epokë të hershme të paprecedentë. Rezultatet dhanë konfirmim spektroskopik se këto katër galaktika shtrihen në zhvendosje të kuqe mbi 10, duke përfshirë dy në zhvendosjen e kuqe 13. Kjo korrespondon me një kohë kur universi ishte afërsisht 330 milionë vjet i vjetër, duke vendosur një kufi të ri në kërkimin e galaktikave të largëta. Këto galaktika janë jashtëzakonisht të zbehta për shkak të distancës së tyre të madhe nga ne. Astronomët tani mund të eksplorojnë vetitë e tyre, falë ndjeshmërisë së hollë të Webb.

Astronomi dhe bashkautori Sandro Tacchella nga Universiteti i Kembrixhit në Mbretërinë e Bashkuar shpjegoi: “Është e vështirë të kuptosh galaktikat pa kuptuar periudhat fillestare të zhvillimit të tyre. Ashtu si me njerëzit, aq shumë nga ajo që ndodh më vonë varet nga ndikimi i këtyre brezave të hershëm të yjeve. Kaq shumë pyetje rreth galaktikave kanë pritur për mundësinë transformuese të Webb-it dhe ne jemi të emocionuar që mund të luajmë një rol në zbulimin e kësaj historie.”

JADES do të vazhdojë në vitin 2023 me një studim të detajuar të një fushe tjetër, kjo e përqendruar në fushën ikonike Hubble Deep Field (shih imazhin më lart), dhe më pas do të kthehet në Fushën Ultra Deep për një raund tjetër imazhesh dhe spektroskopie të thella. Shumë kandidatë të tjerë në këtë fushë presin hetimin spektroskopik, me qindra orë kohë shtesë të miratuara tashmë.