La superbe image infrarouge profonde de l’univers par le télescope spatial James Webb a révélé 42 nouvelles lentilles de galaxies, révélant une profondeur de forme de lentille sans précédent, nous aidant finalement à voir les premières galaxies.
dévoilement de Télescope spatial James Webb Photo en profondeur du président américain Joe Biden lors d’une présentation spéciale Événement à la Maison Blanche Qui a été arrêté le 11 juillet était un secret bien gardé. Des équipes d’astronomes se sont précipitées pour être les premières à l’analyser, avec trois nouveaux articles de recherche publiés sur le serveur de pré-impression de la communauté dans la semaine suivant la publication de l’image.
« Nous étions un peu contrariés, pour être honnête ! Brenda Fry, astronome à l’observatoire Steward de l’Université de l’Arizona et co-auteur de l’un des articles, a déclaré à Space.com. “Habituellement, nous avons un avertissement un an ou deux à l’avance, mais personne ne l’a vu [this release] Viens tout de suite.
Galerie: Les premières images du télescope spatial James Webb
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De univers L’amas SMACS J0723.3-7327, abrégé en SMACS J0723, fait partie d’un groupe d’amas de galaxies imagés par Webb pour plusieurs études de lentilles gravitationnelles. De plus, a déclaré Frye, jusqu’à présent, SMACS J0723 n’a rien d’exceptionnel.
Magnifiquement choisi [to be one of the first images] Parce que c’était une cible relativement inconnue.
lentille de gravité Phénomène dans lequel l’attraction gravitationnelle d’un objet très massif fait plier l’espace en une forme similaire à une lentille optique, déformant la lumière de ce qui se trouve derrière la lentille et l’amplifiant en luminosité. Les amas galactiques sont des lentilles particulièrement efficaces car ils contiennent une énorme quantité de masse (dans le cas de SMACS J0723, environ 100 billions de fois la masse du Soleil) dans un volume relativement compact d’environ 3 à 5 millions d’années-lumière de diamètre.
Les sondages précédents menés par Le télescope spatial Hubble et retraité Observatoire spatial Herschel Ils ont trouvé quelques images lenticulaires de galaxies d’arrière-plan dans leur observation SMACS J0723. Mais Webb porte la recherche à un tout autre niveau.
L’équipe Frye, dirigée par l’étudiant diplômé Massimo Pascal de l’Université de Californie à Berkeley, a découvert 42 nouvelles images de lentilles en arrière-plan de la nouvelle image en champ profond. Les lentilles gravitationnelles peuvent créer plusieurs images de la même galaxie, donc ces 42 images représentent 19 galaxies distinctes. Une autre équipe dirigée par Gabriel Caminha de l’Institut Max Planck d’astrophysique en Allemagne a compté 27 images avec un nouvel objectif.
Quel que soit le résultat final, ces images lenticulaires permettent aux scientifiques d’affiner la carte de la façon dont la matière est visible et visible foncé – Distribué dans la série SMACS J0723, concevant la forme de la lentille. L’un des nouveaux articles, d’une équipe dirigée par Guillaume Mahler de l’Université de Durham, conclut que la majeure partie de la masse est concentrée dans la galaxie la plus brillante et la plus massive de l’amas.
“Nos modèles décrivent non seulement la masse, mais nous pouvons également les utiliser pour décrire le grossissement de ces images lenticulaires”, a déclaré Pascal à Space.com.
Actuellement, la galaxie confirmée la plus éloignée est un objet lointain connu sous le nom de GN-z11qui a un décalage vers le rouge de 11,09, ce qui signifie que nous le voyons tel qu’il était il y a 13,4 milliards d’années, c’est-à-dire seulement 400 millions d’années après la grande explosion. (“Redshift” fait référence à l’étendue de la longueur d’onde de la lumière qui se produit lorsque l’univers est étiré entre un objet distant et le spectateur. Plus le facteur de décalage vers le rouge est élevé, plus la source de lumière est éloignée.)
Le candidat le plus éloigné est HD1, qui a été détecté à un redshift de 13, nous apparaît tel qu’il était à peine 300 millions d’années après le Big Bang. et récemment, Web . Premiers résultats Il a identifié une autre galaxie candidate avec redshift 13, appelée GLASS-z11. Cependant, les astronomes n’ont pas confirmé le redshift de HD1 ou GLASS-z11.
Webb devrait battre les deux records de décalage vers le rouge, bien qu’il reste à déterminer lesquels des systèmes de lentilles observés dans SMACS J0723 sont au-delà de Gn-z11 ou HD1. Pascal et Frey s’intéressent à la cartographie d’un phénomène appelé “courbe critique” car une lentille gravitationnelle applique la plus grande puissance de grossissement le long de ces courbes et là où les astronomes ont les meilleures chances de voir Les premières galaxies.
“Le grossissement typique dans l’amas de lentilles est de près de 10 fois, ce qui n’est pas suffisant pour voir les premières galaxies”, a déclaré Frey. “Mais si nous regardons près de la courbe critique, les choses y sont agrandies des centaines, voire des milliers de fois.”
Considérez une courbe critique comme les courbes de niveau sur une carte topographique d’une surface un pays. Plus ces lignes de contour sont regroupées, plus un point particulier de la surface s’élèvera. De même, la courbe critique est l’endroit où les courbes de niveau des potentiels gravitationnels convergent, et plus il y en a, plus la force de ce potentiel est grande et le grossissement qui l’accompagne. L’emplacement et la forme des images avec un objectif peuvent fournir une indication de l’emplacement de la courbe critique.
“En fin de compte, nous voulons regarder le long de la courbe critique où le grossissement est le plus élevé, et c’est là que nous allons trouver les galaxies les plus décalées vers le rouge”, a déclaré Frey.
C’est pour cette raison que les trois premiers nouveaux articles de Webb sur le champ profond se concentrent sur la modélisation de la quantité et de la distribution de matière dans la masse frontale, et donc la forme de la lentille et l’emplacement de la courbe critique.
Cependant, la modélisation peut aussi nous renseigner sur l’histoire de l’amas galactique.
“Nous avons estimé que la distribution globale était un peu plus longue que prévu”, a déclaré Pascal. “Peut-être que cela en dit long sur Histoire de la fusion des clusterset nous pouvons extrapoler cela et apprendre quelque chose sur la formation du bloc dans son ensemble, qui se produit dans un environnement très chaotique où la gravité Toutes ces galaxies s’attirent.
La prochaine étape immédiate pour Pascal, l’équipe de Frey et les deux autres auteurs des articles est de suivre le processus d’examen par les pairs pour voir ces résultats publiés dans des revues scientifiques. De plus, les données du NIRISS (Near Infrared Imager and Slit Spectrometer) attendent d’être analysées et devraient aider les scientifiques à déterminer le redshift spectral des galaxies lenticulaires et à voir à quelle distance elles se trouvent. (L’image en champ profond a été capturée par NIRCam, la caméra infrarouge proche.)
“Avant que Webb ne le filme, SMACS J0723 n’était pas la star de la série”, a déclaré Pascal. “Maintenant, tout à coup, c’est papier après papier, ce qui montre vraiment à quel point le Webb Web est puissant, révélant des choses que nous ne pouvions pas voir auparavant.”
La première version de l’article de Pascal et Free se trouve ici. Les deux autres cartes sont disponibles ici Et le ici.
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