La superbe image de l’univers dans l’infrarouge profond capturée par le télescope spatial James Webb a révélé 42 nouvelles images de lentilles de galaxies et a révélé une profondeur sans précédent de la forme de la lentille, ce qui pourrait éventuellement nous aider à voir les premières galaxies.
révélateur de Télescope spatial James Webb Image profonde du président américain Joe Biden dans 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 nous sommes un peu énervés, pour être honnête! » Brenda Fry, astronome au Steward Observatory de l’Université de l’Arizona et co-auteur de l’un des articles, a déclaré à Space.com. « Habituellement, nous avons un préavis d’un an ou deux, mais personne ne l’a vu [this release] Arrive à cette heure. »
Galerie: Les premières images du télescope spatial James Webb
à propos de: Comment fonctionne le télescope spatial James Webb ?
La galaxie L’amas SMACS J0723.3-7327, connu sous le nom de SMACS J0723, fait partie d’un groupe d’amas de galaxies imagés par Webb pour diverses études de lentilles gravitationnelles. De plus, a déclaré Frey, le SMACS J0723 n’avait rien d’exceptionnel – jusqu’à présent.
Magnifiquement choisi [to be one of the first images] Parce que c’était une cible relativement inconnue. »
lentille de gravité Un phénomène dans lequel la gravité d’un objet très massif fait plier l’espace en une forme similaire à une lentille optique, déformant la lumière de tout ce qui se trouve derrière la lentille et l’amplifiant en luminosité. Les amas galactiques sont des lentilles particulièrement efficaces car ils contiennent une masse énorme (dans le cas de SMACS J0723, environ 100 billions de fois la masse du Soleil) dans un volume relativement compact d’un diamètre 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 individuelles. 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 ainsi 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.
« Non seulement nos modèles décrivent 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 le Big Bang. (« Redshift » fait référence à l’étirement 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, Premiers résultats du Web Il a identifié une autre galaxie candidate au redshift 13, appelée GLASS-z11. Cependant, les astronomes n’ont pas confirmé le décalage vers le rouge de HD1 ou de GLASS-z11.
Webb devrait battre ces deux records de décalage vers le rouge, bien que laquelle des galaxies à lentilles vues dans SMACS J0723 soit au-delà de Gn-z11 ou HD1 n’ait pas encore été identifiée. Pascal et Frey s’intéressent à la cartographie d’un phénomène appelé « courbe critique », car c’est le long de ces courbes que la lentille gravitationnelle utilise la plus grande force de grossissement, et là où les astronomes ont le plus de chance de voir Les premières galaxies.
« Le grossissement typique dans l’amas de lentilles est proche 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, c’est là que les choses sont amplifiées des centaines, voire des milliers de fois. »
Considérez une courbe critique comme les courbes de niveau sur une carte topographique d’une surface un terrain. Plus ces lignes de contour sont regroupées, plus un point donné sur la surface s’élèvera. De même, la courbe critique est l’endroit où les lignes de contour des potentiels gravitationnels convergent, et plus il y en a, plus la force de ce potentiel est grande et le grossissement qui en résulte. L’emplacement et la forme des images avec un objectif peuvent donner une indication de l’endroit où se trouve la courbe critique.
« En fin de compte, ce que nous voulons faire, c’est regarder directement 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 le premier trio de nouveaux articles de Webb sur le champ profond se concentre sur la modélisation de la quantité et de la distribution de matière dans la masse avant, 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 trouvé que la distribution globale était un peu plus longue que prévu », a déclaré Pascal. « Peut-être que cela en dit long sur Historique des fusions de clusterset nous pouvons extrapoler cela et apprendre quelque chose sur la composition du bloc dans son ensemble, qui se produit dans un environnement très chaotique où la gravité De 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 de 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 proche infrarouge.)
« Avant que Webb ne le filme, SMACS J0723 n’était pas la star de la série », a déclaré Pascal. « Maintenant, tout d’un coup, il y a papier après papier dessus, qui parle vraiment de la puissance du Webb Web, pour révéler des choses que nous ne pouvions pas voir auparavant. »
La version initiale de l’article de Pascal et Free se trouve par ici. Les deux autres cartes sont disponibles par ici Et le par ici.
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