Webb tregon zonat e formimit të yjeve të rinj dhe evolucionit galaktik

Më 11 tetor 2022, teleskopi hapësinor James Webb i NASA-s kaloi mbi 20 orë duke vëzhguar për herë të parë Fushën Ultra të Thellë të Hubble të studiuar prej kohësh. Programi i përgjithshëm i vëzhguesve (GO 1963) u përqendrua në analizimin e fushës në gjatësi vale midis përafërsisht 2 dhe 4 mikron.

Ne folëm me Christina Williams (NOIRLab), Sandro Tacchella (Universiteti i Kembrixhit) dhe Michael Maseda (Universiteti i Wisconsin-Madison) për të mësuar më shumë rreth vëzhgimit të parë të Fushës Ultra të Thellë të Hubble përmes syve të Uebit.

Fakti që ne shohim gaz të nxehtë, të jonizuar, na tregon saktësisht se ku po lindin yjet në këto galaktika. Tani ne mund t’i ndajmë ato zona nga ku tashmë ekzistonin yjet. Ky informacion është shumë i rëndësishëm sepse, miliarda vjet më vonë, ne nuk e dimë saktësisht se si u bënë galaktikat siç janë sot. Është e rëndësishme të theksohet se ne ende nuk kemi parë gjithçka që duhet të shohim. I gjithë programi ynë ishte ~24 orë, që nuk është aq kohë në skemën e madhe se sa kohë e kanë parë observatorët e tjerë. Por, edhe në këtë periudhë relativisht të shkurtër kohe, ne po fillojmë të krijojmë një pamje të re se si po rriten galaktikat në këtë pikë vërtet interesante në historinë e Universit.

Ne propozuam të fotografonim Fushën Ultra të Thellë duke përdorur disa nga filtrat e imazhit me brez të mesëm të Webb-it NIRCam, të cilat na lejuan të merrnim imazhe të veçorive spektrale me më shumë saktësi sesa mund të bënim me filtrat me brez të gjerë, sepse filtrat me brez të mesëm përfshijnë një gamë më të shkurtër të gjatësisë valore. Kjo na jep më shumë ndjeshmëri në matjen e ngjyrave, gjë që na ndihmon të kuptojmë historinë e formimit të yjeve dhe vetitë e jonizimit të galaktikave gjatë miliardë viteve të para të universit, si në Epokën e Reionizimit. Matja e energjisë që prodhuan galaktikat në atë kohë do të na ndihmojë të kuptojmë se si galaktikat riajonizuan universin, duke e kthyer atë nga gazi neutral në një plazmë të jonizuar, siç ishte pas shpërthimit të madh.

Një nga pyetjet kryesore të pazgjidhura në astrofizikën ekstragalaktike është se si formohen galaktikat e para. Meqenëse brezat e mesëm mbulojnë një sërë gjatësi vale të ndryshme, ne ose mund të gjejmë drejtpërdrejt disa nga galaktikat e para në universin e hershëm, ose mund të moshojmë yjet në galaktika kur universi ishte rreth një miliard vjet i vjetër për të kuptuar se kur galaktika në të vërtetë formoi yjet e tyre në të kaluarën. Ky studim ndihmon për të përcaktuar formimin e galaktikave të para.

Aftësitë që kemi me filtrat me brez të mesëm të Webb janë në fakt mjaft të reja. Ne po marrim një lloj hibridi midis imazhit dhe spektroskopisë, kështu që po marrim informacion të detajuar për në thelb të gjitha galaktikat në terren, në krahasim me spektroskopinë tradicionale ku mund të zgjidhni vetëm disa galaktika në fushën e shikimit për studim. . Është me të vërtetë një tablo e plotë në kuptimin që ky informacion plotëson shumë të dhëna ekzistuese, jo vetëm nga Hubble, por instrumentet me bazë tokësore si MUSE (eksploruesi spektroskopik me shumë njësi) në teleskopin Shumë të Madh, ku kemi spektroskopi në gjatësi vale të ndryshme. për një numër prej këtyre objekteve. MUSE është shumë i mirë në gjetjen e galaktikave që kanë emetim Lyman-alfa, ose dritë nga hidrogjeni i jonizuar në këto galaktika, të cilat janë lloji i galaktikave që ekzistonin kur rijonizimi po përfundonte. Këto të dhëna të reja janë një pjesë e munguar që ne nuk e kishim më parë për të kuptuar popullsinë e plotë të galaktikave në këtë fushë.

Nuk e di nëse u befasova saktësisht, por imazhet ishin edhe më të mira nga sa prisja. Në këto imazhe, ju mund të shihni me sy se ky është gaz i jonizuar në një zonë mjaft të madhe. Prisja që gjithçka të ishte e pazgjidhur, por ne kemi një rezolucion mjaft të lartë për ta parë atë. Dhe unë jam i kënaqur ta shoh atë sepse mund të ishte shumë më e vështirë të kuptoja se çfarë po ndodhte.

Mendoj se padyshim një pikë e lartë ishte të shihje se sa të bukura janë imazhet dhe sa cilësore përfunduan. Llogaritëm se do të mund të bënim gjëra të tilla, por ishte ndryshe ta shihnim dhe të kishim të dhënat reale në praktikë.

Galaktikat janë sisteme shumë komplekse në të cilat një gamë e gjerë procesesh të ndryshme punojnë në shkallë të ndryshme hapësinore dhe kohore, kështu që ka shumë qasje që mund të përdoren për të kuptuar më mirë fizikën e galaktikave. Pra, vënia e tij në dispozicion për shumë grupe të ndryshme do të lehtësojë kërkimin për më shumë njohuri.

Christina Williams: Webb është ende shumë i ri dhe njerëzit ende po mësojnë praktikat më të mira se si të analizojnë grupet e të dhënave. Pra, është në dobi të gjithëve që të kenë disa grupe të dhënash që janë të disponueshme menjëherë për t’i ndihmuar njerëzit të kuptojnë mënyrën më të mirë për të përdorur të dhënat e Webb duke ecur përpara dhe për të planifikuar më mirë programe në ciklet e ardhshme që bazohen në përvojën reale me të dhënat.