Avlägsen galax i James Webb-bilder avslöjar kemin i det tidiga universum

Galaxy framför den första djupt fältEn bild från rymdteleskopet James Webb hjälper astronomer att reda ut kemin i det tidiga universum.

Presenterades förra veckan James Webb rymdteleskop (JWST) hans första bilder. Förutom de vackra fotografierna som gjorde nyheter över hela världenJWST-teamet delade också schema det får astronomernas hjärtan att slå snabbare. Bilden visar ljusspektrumet för en svagt röd galax i bakgrunden. djupfältsinspelning teleskop. Topparna och dalarna visar vilka element som är gömda i denna galax, som går tillbaka till universums tidiga år.

Ljus från galaxen SMACS 0723 sänds ut för 13,1 miljarder år sedan. Bild: NASA, ESA, CSA och STScI.

Spektrumet skapades med JWST NIRSpec-instrumentet. Den här enheten använder små fönster för att isolera ljus från föremål i teleskopets synfält. Detta gör att han kan analysera ljus bättre. I det här fallet kunde bara stjärnljuset från den antika galaxen passera för att se dess kemiska egenskaper.


LÄS ÄVEN
“Kalla korallrev är havsregnskogar”

Krävs syre

De första JWST-observationerna var så noga bevakade att till och med en del av NIRSpec-teamet var omedvetna om existensen av spektrumet förrän det offentliggjordes den 12 juli. Men bildens betydelse blev omedelbart uppenbar. NIRSpec-teammedlemmen Andrew Bunker från University of Oxford kallade en funktion i spektrumet “ett verkligt steg framåt” efter upptäckten.

Detta är den så kallade emissionslinjen – ett karakteristiskt avtryck av gasformigt syre med en våglängd på 436,3 nanometer. Enligt Bunker hoppades NIRSpec-teamet redan på att kunna observera denna emissionslinje i mycket avlägsna galaxer. De förväntade sig dock att hon skulle behöva söka efter “tiotals eller hundratals” galaxer innan de hittade honom. “Vi kunde inte ens drömma om att han skulle vara med på det första fotot, faktiskt en PR-bild. Det är verkligen otroligt.”

Syrelinjen är viktig eftersom astronomer använder den för att kalibrera mätningar av galaxernas sammansättning. Om du kan se denna linje kan du också förstå andra linjer i spektrumet. Så du kan ta reda på vilka andra kemikalier som finns i galaxen och i vilka mängder. Bunker säger att astronomer har gjort detta tidigare för närliggande galaxer, men inte för galaxer så långt borta som den här.

Elementutveckling

När JWST samlar in fler ljusspektra kommer forskare att kunna avgöra hur proportionerna av element som är tyngre än helium i galaxer har förändrats över tiden. “Det ger dig data om den här utvecklingen”, säger astrofysikern Emma Chapman från University of Nottingham i Storbritannien. “Då kan du börja avgöra hur snabbt de första stjärnorna dog och förorenade gasen.” [met hun materiaal] från vilken en andra generation av stjärnor uppstod, som den som denna galax är uppbyggd av.

Galaxen är synlig som en röd “droppe” mot bakgrunden av den första djupt fältaktivera JWST. Bild: NASA, ESA, CSA och STScI.

Denna forskning kan betyda mycket för vår kunskap om det tidiga universum. “Det finns ett gap på miljarder år i vår förståelse av utvecklingen av vårt universum”, säger Chapman. ”Från cirka 380 000 år efter Big Bang till cirka en miljard år efter den har vi väldigt lite information. Nu kan JWST dyka in i den eran.”

Snart kommer teleskopet att utforska tidigare galaxer. Det kommer också att fånga fler spektra. Bunker förväntar sig att JWST snart kommer att kunna observera de mest avlägsna galaxerna. “Jag är ganska säker på att det kommer att hända, kanske inte imorgon, men definitivt om några månader.”

Leave a Comment