Teleskop Webba pokazuje, jak światło przenikało przez mgłę we wczesnym wszechświecie

Ponad 20 000 galaktyk jasno świeci na tym rozległym widoku nieba między konstelacjami Ryb i Andromedy. Ale to coś więcej niż tylko urzekający widok, widok pomógł astronomom ustalić, co zapoczątkowało erę rejonizacji, okres, w którym nieprzejrzysty wszechświat ustąpił miejsca przezroczystemu.

Wczesne dni wszechświata były spowite gęstym gazem, który ograniczał ilość światła, które mogło przez niego przechodzić. podczas Era rejonizacji– Kiedy wszechświat miał około 400 milionów do miliarda lat – gazowy wszechświat zaczął się oczyszczać, aż wszystko stało się przezroczyste dla światła.

Tak więc era rejonizacji była kluczowa dla naszej zdolności zobaczenia, co się stało. Tablica kilometrów kwadratowych — the Wkrótce będzie to największy radioteleskop na świecie— to sprawiło, że skupił się na mglistym okresie.

To już trochę 13,7 miliarda lat od Wielkiego Wybuchua Webb ma pomysł spojrzenia wstecz na te wczesne epoki, aby dokładnie zrozumieć, co się zmieniło.

W centrum powyższego zdjęcia znajduje się różowe źródło światła z sześcioma kolcami dyfrakcyjnymi (artefakty z obrazowania Webba). Źródłem światła jest kwazar J0100+2802, niezwykle jasne jądro galaktyki, które rozświetla gaz między nim a Webbem.

Złożony obraz zawiera wiele ekspozycji wykonanych przez instrument Webba NIRCam i można go oglądać za pomocą różnych filtrów; Wszystkie ekspozycje zostały wykonane 22 sierpnia 2022 r. Nasza strona internetowa może obsłużyć tylko mniejszą wersję obrazu; Możesz go zobaczyć w chwale 127 MB Tutaj.

Zespół astronomów — Face to Face Webb — wykorzystał światło kwazarów do zbadania ponad 100 galaktyk z pierwszego miliarda lat wszechświata, skupiając się na 59 galaktykach leżących między kwazarem a teleskopem.

Spodziewaliśmy się zidentyfikować kilkadziesiąt galaktyk, które istniały w erze rejonizacji–„Ale z łatwością moglibyśmy wybrać 117” – powiedział Daichi Kashino, astronom z Uniwersytetu Nagoya i główny autor jednego z artykułów. „Webb przekroczył nasze oczekiwania”.

Naukowcy porównali dane Webba z wcześniejszymi obserwacjami kwazara wykonanymi przez Obserwatorium Kecka, Bardzo Duży Teleskop Europejskiego Obserwatorium Południowego oraz Teleskop Magellana Obserwatorium Las Campanas.

Ich odkrycia zostały opublikowane w trzech oddzielnych artykułach, dzisiaj w The Astrophysical Journal. Skupiono się na jednym artykule Dowody na rejonizację napędzaną przez młode galaktykiopisz drugie Spektroskopia gwiazd i gazów w galaktykachTrzeci skupił się na Kwazar ma kluczowe znaczenie dla całego śledztwa.

Naukowcy odkryli, że obszary wokół galaktyk były przezroczystymi bąbelkami, co wskazuje, że same galaktyki brały udział w rejonizacji wszechświata.

„Kiedy patrzymy wstecz na zęby rejonizacyjne, widzimy bardzo wyraźną zmianę” – powiedział współautor badania Simon Lilly, astronom z ETH Zürich w Szwajcarii i główny badacz w Space Telescope Science Institute. początek. „Galaktyki, które składają się z miliardów gwiazd, jonizują otaczający je gaz, skutecznie zamieniając go w przezroczysty gaz”.

Światło z kwazara pokazywało dokładnie, gdzie jest absorbowane przez gaz (co oznacza, że ​​region nie został jeszcze zjonizowany) lub dalej podróżuje (co oznacza, że ​​region jest bardziej przezroczysty). Według tej samej wersji przezroczyste obszary wokół galaktyk miały na ogół średnicę około 2 milionów lat świetlnych.

Przezroczyste obszary wokół galaktyk puchły i łączyły się, ostatecznie czyniąc cały wszechświat przezroczystym.

Jednym z godnych uwagi elementów, których sam Webb nie jest w stanie rozszyfrować, jest sposób, w jaki świetlisty kwazar stał się tak duży na wczesnym etapie ewolucji wszechświata. Masa J0100+2802 jest około 10 miliardów razy większa od masy Słońca. To, w jaki sposób czarne dziury ewoluują, wciąż pozostaje zagadką, ponieważ astrofizycy muszą jeszcze zrozumieć, w jaki sposób supermasywne czarne dziury stają się takimi, i Dlaczego wydaje się, że jest bardzo mało czarnych dziur o masie pośredniej? (Podczas gdy istnieje duża liczba gromad gwiazd i masywnych.)

Webb jest czymś w rodzaju wyciskacza łez, jeśli chodzi o głębokie obrazowanie starożytnych galaktyk. Tylko w zeszłym tygodniu A Głębokie pole z dwukrotnie większą liczbą galaktyk (łącznie 45 000 galaktyk) Powyższy obrazek również został zmieniony.

Perspektywy Webba są niezachwiane, a gdy dziesiątki badaczy przeglądają jego dane, ewolucja wczesnego wszechświata – niegdyś niejasny bałagan – krystalizuje się.

Więcej: Astrofizycy odkrywają najbliższą Ziemi czarną dziurę