O týden později astronomové našli galaxii hlouběji v čase

Data z Webbova vesmírného dalekohledu se astronomům dostala do rukou teprve v posledních týdnech, ale čekali na to roky a zdá se, že analýzy jsou na místě. Výsledek byl jako závod zpět v čase, když nové objevy objevily objekty, které se zformovaly mnohem blíže k velkému třesku, který vytvořil náš vesmír. minulý týden, Jedno z těchto hledání Galaxie, která existovala, se objevila méně než 400 milionů let po velkém třesku. Tento týden nová analýza odhalila galaxii, která se objevila pouhých 233 milionů let po vzniku vesmíru.

Tento objev je šťastným vedlejším produktem práce, která má odpovědět na obecnější otázku: Kolik galaxií bychom měli očekávat, že uvidíme v různých časových bodech po Velkém třesku?

Zpět v čase

Jak jsme informovali minulý týden, raný vesmír byl neprůhledný pro světlo na jakýchkoli vlnových délkách nesoucích více energie, než je potřeba k ionizaci vodíku. Tato energie je v ultrafialové části spektra, ale červený posun způsobený 13 miliardami let expanze vesmíru posunul tento hraniční bod do infračervené části spektra. Abychom našli galaxie z této doby, musíme hledat objekty, které nejsou viditelné na kratších infračervených vlnových délkách (což znamená, že světlo bylo kdysi nad mezním bodem vodíku), ale objevují se na vlnových délkách s nižší energií.

Čím vyšší je hranice mezi viditelným a neviditelným v infračervené hloubce, tím silnější je červený posuv a tím dále je objekt. Čím dále je objekt, tím blíže je čas k velkému třesku.

Studie těchto galaxií nám mohou říci něco o jejich individuálních vlastnostech. Ale identifikace velké skupiny raných galaxií nám může pomoci určit, jak rychle se formovaly, a identifikovat jakékoli změny v galaktické dynamice, ke kterým došlo v určitém čase v minulosti vesmíru. Tato změna v průběhu času ve frekvenci viditelných objektů se nazývá „funkce svítivosti“ a byla provedena určitá práce k popisu funkce svítivosti raných galaxií. Ale infračervené vlnové délky prvních galaxií jsou pohlceny zemskou atmosférou, a proto musí být zobrazeny z vesmíru. To byl jeden z konstrukčních cílů Webbova teleskopu.

Nová práce se zaměřila na zkoumání světelné funkce galaxií, které vznikly krátce (astronomicky řečeno) po velkém třesku. Při vytváření katalogu raných galaxií však výzkumníci objevili to, co se zdá být nejstarší galaxií, která byla kdy vyfotografována.

Výběr zaměstnání

Vědci použili dva zdroje dat k rekonstrukci vzhledu galaxií v různých časových bodech. Jeden byl vyroben analýzou práce provedené pomocí infračerveného dalekohledu (ESA’s výhled dalekohledem) a Spitzerův vesmírný dalekohled, které oba zobrazily galaxie, které byly relativně starší, když produkovaly světlo, které nyní dopadá na Zemi – asi 600 milionů let nebo více po velkém třesku. Další vložená data generovaná Webbem, včetně datových sad analyzovaných v článku Nahlaste nám to A oblast byla natáčena První veřejné zveřejnění obrázku. Ve všech případech výzkumníci hledali stejnou věc: věci, které byly přítomny na delších infračervených vlnových délkách, ale chyběly na kratších.

Celkem tým identifikoval 55 vzdálených galaxií, z nichž 44 nebylo dříve pozorováno. Třicet devět z nich pochází z webových dat a toto číslo zahrnuje dvě starověké galaxie identifikované minulý týden. Čísla nejsou zvláště přesná pro vyšší rudé posuvy, protože jsou založeny pouze na jedné nebo dvou galaxiích. Ale obecně je trendem postupný úbytek viditelných objektů během několika set milionů let od Velkého třesku, bez ostrých změn nebo řezů.

Ale úžasné je, že existují data pro galaxii s velmi velkým rudým posuvem (z = 16,7, pro ty, kteří tomu rozumí). To ji řadí na méně než 250 milionů let po velkém třesku. Tato vzdálenost částečně závisí na skutečnosti, že první filtr vlnové délky, ve kterém se objekt jeví, je zde velmi slabý, což naznačuje, že je slabý na vlnových délkách, které filtr umožňuje. To znamená, že vodíkem indukované omezení světla je blízko okraje proužku filtru.

Stejně jako vzdálené galaxie popsané minulý týden se také zdá, že má ekvivalent miliardy sluncí materiálu ve formě hvězd. Vědci odhadují, že hvězdy mohla začít tvořit 120 milionů let po Velkém třesku a zcela jistě se tak stalo před 220 miliony let.

Výzkumníci jsou si docela jisti, že tato nová galaxie je skutečným objevem: „Po rozsáhlém výzkumu nemůžeme v současné době najít žádné rozumné vysvětlení pro tento objekt, kromě nové galaxie s rudým posuvem.“ A přidáním druhého nezávislého potvrzení předchozích galaktických objevů výrazně zvyšuje naši důvěru v tyto objevy. To vše naznačuje, že nový dalekohled plní sliby, alespoň pokud jde o rané galaxie.

Velkou otázkou nyní je, co se objeví, když budou zacíleny na oblasti s vysokými čočkami, které mohou být schopny přiblížit objekty do bodu, kdy můžeme zobrazit struktury v těchto raných galaxiích. Pravděpodobně jsme to již udělali, ale budeme muset počkat, až se popisy objeví v souboru arXiv.

soubor arXiv. Číslo abstraktu: 2207,12356 (O arXiv).