Новини науки

11 жовтня 2022 року космічний телескоп NASA імені Джеймса Вебба вперше спостерігав надглибоке поле Хаббла, яке довго вивчалося, протягом понад 20 годин. Програма загального спостереження (GO 1963) була зосереджена на аналізі поля в довжинах хвиль приблизно від 2 до 4 мікрон. ЗМІ поспілкувалися з Крістіною Вільямс (NOIRLab), Сандро Такчеллою (Кембриджський університет) і Майклом Маседою (Університет Вісконсіна-Медісон), щоб дізнатися більше про перше спостереження надглибокого поля Хаббла очима Вебба.

Що важливо знати людям про ці спостереження Вебба?

Майкл Маседа: Той факт, що ми бачимо гарячий іонізований газ, говорить нам, де саме в цих галактиках народжуються зірки. Тепер ми можемо відокремити ті області від тих, де вже існували зірки. Ця інформація дуже важлива, тому що через мільярди років ми точно не знаємо, як галактики стали такими, якими вони є сьогодні. Важливо відзначити, що ми ще не побачили всього, що можна побачити. Вся наша програма складала ~24 години, що не так вже й багато в загальній схемі того, скільки часу на це дивилися інші обсерваторії. Але навіть за цей відносно короткий проміжок часу ми починаємо складати нову картину того, як галактики ростуть у цей справді цікавий момент в історії Всесвіту.

Що вам цікаво дізнатися, досліджуючи надглибоке поле Хаббла з Веббом?

Крістіна Вільямс: Ми запропонували отримати зображення ультраглибокого поля за допомогою деяких із середньосмугових фільтрів зображень NIRCam Webb, що дозволило нам отримати зображення спектральних особливостей точніше, ніж ми могли б за допомогою широкосмугових фільтрів, оскільки середньосмугові фільтри охоплюють менший діапазон довжин хвиль. Це дає нам більшу чутливість у вимірюванні кольорів, що допомагає нам зрозуміти історію утворення зірок та властивості іонізації галактик протягом першого мільярда років існування Всесвіту, наприклад, в епоху реіонізації. Вимірювання енергії, виробленої галактиками в той час, допоможе нам зрозуміти, як галактики повторно іонізували Всесвіт, перетворивши його з нейтрального газу на іонізовану плазму, як це було після Великого вибуху.

Сандро Тачелла: Одне з ключових невирішених питань позагалактичної астрофізики полягає в тому, як формуються перші галактики. Оскільки середні смуги охоплюють діапазон різних довжин хвиль, ми можемо або безпосередньо знайти деякі з перших галактик у ранньому Всесвіті, або ми можемо визначити вік зірок у галактиках, коли Всесвіту було приблизно один мільярд років, щоб зрозуміти, коли галактики фактично сформували свої зірки в минулому. Це дослідження допомагає визначити формування перших галактик.

Майкл: Можливості середньосмугових фільтрів Webb насправді досить нові. Ми отримуємо своєрідний гібрид між візуалізацією та спектроскопією, тому ми отримуємо детальну інформацію практично про всі галактики в полі зору, на відміну від традиційної спектроскопії, де ви можете вибрати лише кілька галактик у полі зору для дослідження. . Це справді повна картина в тому сенсі, що ця інформація доповнює багато існуючих даних, не лише від Hubble, але й від наземних приладів, таких як MUSE (мультиблоковий спектроскопічний дослідник) на Дуже великому телескопі, де ми маємо спектроскопію на різних довжинах хвиль. для ряду цих об’єктів. MUSE дуже добре знаходить галактики, які мають випромінювання Лаймана-альфа або світло від іонізованого водню в цих галактиках, які типи галактик існували, коли реіонізація закінчувалася. Ці нові дані — це відсутня частина, якої ми не мали раніше з точки зору розуміння повної популяції галактик у цьому полі.

Чи було в цих даних щось несподіване, що вас здивувало?

Майкл: Не знаю, чи був я точно здивований, але зображення виявилися навіть кращими, ніж я очікував. На цих зображеннях ви можете побачити на око, що це іонізований газ на досить великій площі. Я очікував, що все буде невирішеним, але ми маємо достатньо високу роздільну здатність, щоб це побачити. І мені приємно це бачити, тому що зрозуміти, що відбувається, могло бути набагато важче.

Крістіна: Я вважаю, що побачити, наскільки гарні зображення та високої якості вони в кінцевому підсумку, було, безперечно, вищим моментом. Ми розраховували, що зможемо робити подібні речі, але побачити це й мати реальні дані на практиці було інакше.

Чому ви вирішили негайно оприлюднити дані?

Сандро: Галактики — це дуже складні системи, в яких діє широкий спектр різноманітних процесів у різних просторових і часових масштабах, тому існує багато підходів, які можна використовувати для кращого розуміння фізики галактик. Отже, якщо зробити його доступним для багатьох різних груп, це полегшить пошук більшої інформації.

Крістіна: Webb все ще новачок, і люди все ще вивчають найкращі методи аналізу наборів даних. Таким чином, усім вигідно мати кілька наборів даних, доступних негайно, щоб допомогти людям зрозуміти, як найкраще використовувати дані Webb у майбутньому, і краще планувати програми в майбутніх циклах, які базуються на реальному досвіді роботи з даними.