詹姆斯·韦伯太空望远镜提供了前所未有的早期宇宙的细节

编者按:本文重点介绍了韦伯科学进展中的数据,这些数据尚未通过同行评审。

NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜是专门用来探测来自遥远星系的微弱红外光,并让天文学家瞥见早期宇宙的情况。在我们宇宙的这个早期阶段,星系的性质既不为人所知,也不为人理解。但是在前景星系团的引力透镜的帮助下,暗淡的背景星系可以被放大,并在图像的不同部分多次出现。

星系团MACS0647的巨大引力就像一个宇宙透镜,用来弯曲和放大来自更远的MACS0647-JD星系的光线。它还将JD系统放大了三倍,使其图像出现在三个不同的位置。这些用白框突出显示的图像标记为JD1、JD2和JD3;放大的视图显示在右侧的面板中。在这张来自韦伯近红外相机(NIRCam)仪器的图像中,蓝色被指定为1.15和1.5微米(F115W,F150W)的波长,绿色被指定为2.0和2.77微米(F200W,F277W)的波长,红色被指定为3.65和4.44微米(F365W,F444W)的波长。从太空望远镜科学研究所下载全分辨率版本。
影像来源:科学数据: NASA, ESA, CSA, STScI, and Tiger Hsiao (Johns Hopkins University) 影像处理: Alyssa Pagan (STScI)

今天,我们和三位研究韦伯望远镜的天文学家坐下来谈谈他们的最新发现。团队成员是欧洲航天局和约翰霍普金斯大学AURA/STScI的丹·科;约翰霍普金斯大学的萧虎(Tiger Hsiao);以及德克萨斯大学奥斯汀分校的丽贝卡·拉尔森。这些科学家一直在用韦伯望远镜观测遥远的星系MACS0647-JD,他们发现了一些有趣的事情。

丹·科:10年前,我用哈勃太空望远镜发现了这个星系MACS0647-JD。当时,我从未研究过高红移星系,然后我发现了这一个可能在红移11时最遥远的星系,大约能回溯到97%大爆炸事件时的时间。对于哈勃望远镜,它只是一个苍白的红点。我们可以看出它真的很小,只是宇宙最初4亿年中的一个小星系。现在我们使用韦伯,我们能够解析两个对象!我们正在积极讨论这是两个星系还是一个星系中的两个恒星团。我们不知道,但这些是韦伯设计用来帮助我们回答的问题。

萧·宇扬·虎(Tiger Yu-Yang Hsiao):你也可以看到,这两个物体之间的颜色是如此不同。一个更蓝,另一个更红。蓝色气体和红色气体有不同的特征。蓝色的天体实际上有非常年轻的恒星形成,几乎没有尘埃,但是红色的小天体里面有更多的尘埃,而且更古老。而且它们的恒星质量也可能不同。

我们在这么小的系统中看到两种结构,这真的很有趣。我们可能正在见证非常早期的宇宙中的星系合并。如果这是最遥远的合并,我真的会欣喜若狂!。

科耶:由于大质量星系团MACS0647的引力透镜作用,它被分成三个图像:JD1、JD2和JD3。它们分别被放大了八倍、五倍和两倍。

丽贝卡·拉森:到目前为止,我们还没有真正能够详细研究早期宇宙中的星系。在韦伯之前,我们只观测到几十个这样的星系。研究它们可以帮助我们了解它们是如何进化成像我们今天居住的星系一样。还有,宇宙是如何随着时间演变。

我想我最喜欢的部分是,对于我们得到的这么多新的韦伯图像,如果你在背景中看,有所有这些小点,这些都是星系!他们每个人。我们所获得的信息数量之多令人惊讶,而这些信息是我们以前无法看到的。这不是一个深场照片。这不是长曝光照片。我们甚至已经很久没有真正尝试过用这个望远镜来观察一个地方了。这只是开始!

这是哈勃太空望远镜2012年拍摄的MACS0647-JD图像(Hubblesite.org上的过滤器信息)与詹姆斯·韦伯太空望远镜2022年拍摄的图像(使用与上图相同的颜色分配)的对比。请注意,MACS0647-JD在哈勃图像中看起来像一个微弱的红点,但韦伯揭示了更多的细节。从太空望远镜科学研究所下载全分辨率版本。
影像来源:科学数据: NASA, ESA, CSA, STScI, and Tiger Hsiao (Johns Hopkins University) 影像处理: Alyssa Pagan (STScI)

参考来源:

https://blogs.nasa.gov/webb/2022/10/26/webb-offers-never-before-seen-details-of-early-universe/

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