Massimo Pascal hade inte för avsikt att studera galaxhopen SMACS 0723. Men när han såg det lysande klustret på den första bilden från rymdteleskopet James Webb, eller JWST, kunde han och hans kollegor inte låta bli.

“Vi tänkte, ‘vi måste göra något'”, säger Pascal, en astronom vid University of California, Berkeley. Vi kan inte annat än analysera dessa uppgifter. Det var väldigt spännande.”

Pascals team är en av många grupper av forskare som såg de första bilderna av JWST och omedelbart kavlade upp ärmarna. Under de första dagarna efter att bilderna och data som användes för att skapa den tillkännagavs, uppskattade forskare hur mycket massa klustret innehåller, identifierade en stark händelse i klustrets senaste förflutna och uppskattade åldern på stjärnor i galaxer mycket längre. själva blocket.

– Vi har förberett oss för det här länge. Jag har förberett mig i många år och jag är inte särskilt gammal”, säger Pascal som går fjärde året på forskarskolan. JWST “kommer verkligen att bli en ny generation av astronomer och en ny generation av vetenskap i allmänhet.” “.

Prenumerera för att hålla dig uppdaterad vetenskapliga nyheter

Titlar och sammanfattningar av senaste vetenskapliga nyheter artiklar levererade till din inkorg

Tack för din registrering!

Det uppstod ett problem med din registrering.

masskollision

När SMACS 0723-bilden släpptes under en briefing i Vita huset den 11 juli låg fokus på Mycket avlägsna galaxer i bakgrunden (Lör: 07/11/22). Men i mitten av bilden är själva SMACS 0723, en mycket närmare grupp av galaxer cirka 4,6 miljarder ljusår från jorden. Dess massa förvränger ljus på långt håll, vilket gör att avlägsna föremål verkar förstorade, som om deras ljus passerade genom linsen på ett annat teleskop av kosmisk storlek.

Ljus från den längsta galaxen i den här bilden började sin resa till JWST för cirka 13,3 miljarder år sedan – “runt universums gryning”, säger astrofysikern Guillaume Mahler från Durham University i England, som redan har identifierat bilden som en ökning av min kunskap.

Men bilden kan också fylla i historien om själva den mellanliggande galaxgruppen. “Människor glömmer det ibland – galaxhopar är också mycket viktiga”, säger Pascal.

Pascal och Mahlers team påbörjade en inventering av avlägsna galaxer som verkar sträckta och förvrängda i bilden. Ljuset från några av dessa galaxer är förvrängt så att flera bilder av samma galax visas på olika platser. Att kartlägga dessa multiplexerade galaxer är en känslig studie av hur massan är fördelad runt klustret. Detta kan i sin tur Visar var klustret innehåller mörk materiaosynlig och mystisk materia som utgör det mesta av universums massa (Serienummer: 09/10/20).

Båda grupperna fann att SMACS 0723 var mer långsträckt än vad tidigare observationer hade visat. De upptäckte också ett svagt sken, kallat intraklusterljus, i en stjärnhop som inte tillhör någon speciell galax. Sammantaget indikerar dessa egenskaper att: SMACS 0723 återhämtar sig fortfarande Skåpbil Relativt nyligen nederlag Tillsammans med andra galaktiska grupper kommer teamen att presentera individuella rapporter i ett par artiklar som skickades till arXiv.org den 14 juli.

En galaxhop som stod ensam för många årtusenden sedan borde ha en cirkulär fördelning av materia och ljus i klustret, snarare än den rektangulära formen av SMACS 0723. Det är möjligt att stjärnorna som sänder ut ljus i klustret har separerats från sina ursprungliga galaxer under gravitationens inverkan. vid en kollision.

“Två separata grupper har träffats och vi tror inte att det är helt klart än”, säger Pascal. “Vad vi kan titta på är den pågående sammanslagningen.”

Three examples of multiply imaged galaxies — marked with white, red and yellow arrows — popped out of this small region of the first JWST image. The gravity from a foreground galaxy cluster distorted the light from these galaxies, making them appear in at least two places at once.

” data-medium-file=”https://www.sciencenews.org/wp-content/uploads/2022/07/072022_lg_jwst_inline-579×383.jpg” data-large-file=”https://www.sciencenews.org/wp-content/uploads/2022/07/072022_lg_jwst_inline.jpg” loading=”lazy” width=”680″ height=”450″ alt=”En del av JWST-djupfältsbilden som visar binära galaxer markerade med pilar.” class=”wp-image-3115699″ srcset=”https://www.sciencenews.org/wp-content/uploads/2022/07/072022_lg_jwst_inline.jpg 680w, https://www.sciencenews.org/wp-content/uploads/2022/07/072022_lg_jwst_inline-579×383.jpg 579w, https://www.sciencenews.org/wp-content/uploads/2022/07/072022_lg_jwst_inline-281×186.jpg 281w” sizes=”(max-width: 680px) 100vw, 680px”/>

avlägsna galaxer

Kartläggning av klustret behövs också för att dechiffrera egenskaperna hos de avlägsna galaxerna i bakgrunden av bilden, sa Mahler. “Du måste förstå massan och dess ökningskraft för att förstå vad som ligger bakom den.”

Vissa forskare studerar redan dessa avlägsna galaxer i detalj. Den första JWST-datan innehåller inte bara vackra bilder, utan även spektra, som är mått på hur mycket ljus ett föremål avger vid olika våglängder. Spektran gör det möjligt för forskare att bestämma hur mycket ljus som sträcker sig från ett avlägset objekt – eller ljusets rödförskjutning – med hjälp av universums expansion, som är en agent för sin dimension. Data kan också hjälpa till att avslöja galaxens sammansättning och åldern på dess stjärnor.

“Det viktigaste som begränsar studiet av stjärnbildning i galaxer är kvaliteten på data,” sade astrofysikern Adam Carnal vid University of Edinburgh. Men tack vare kraftigt förbättrade JWST-data har han och hans team kunnat mäta åldern på stjärnor i dessa avlägsna galaxer, säger han.

Karnal och hans kollegor riktade sin uppmärksamhet mot spektra av avlägsna galaxer några dagar efter publiceringen av SMACS-bilden. De mätte rödförskjutningen av tio galaxer, fem av dem Det var i princip långt borta, rapporterar teamet i ett dokument som skickades till arXiv.org den 18 juli. En har redan markerats som den mest avlägsna galax som någonsin skådats, och sänder ut sitt ljus bara 500 miljoner år efter Big Bang för 13,8 miljarder år sedan. De andra fyra lyste fram till 1,1 miljarder år efter Big Bang.

Karnal säger att alla 10 galaxer var relativt små när de avgav ljuset som JWST plockade upp. Alla började sin stjärnbildning för flera miljoner år sedan. Det är inte särskilt överraskande, men intressant.

“Om du tittar på dessa dunkla galaxer… får du en uppfattning om hur alla galaxer måste se ut när de börjar bilda stjärnor”, säger Karnal.

Forskare hoppas kunna hitta den första stjärnbildningen någonsin med JWST. Andra tidiga resultat visar att de verkligen kommer.

Några galaxer i JWST-bilden från en annan grupp kan du höra från förr300 miljoner år efter Big Bang rapporterar två forskarlag i två tidningar som publicerades på arXiv.org den 19 juli. En av dessa galaxer verkar redan ha bildat en spiralskiva med en massa på mer än en miljard solmassor, som är förvånansvärt mogen för en så tidig galax.

Detta indikeras av antalet galaxer som observerats i SMACS 0723. Galaxer med mogna skivorIstället för oorganiserade klumpar eller mestadels mörk materia, vilket kan vara vanligare i det mycket tidiga universum än vad man tidigare trott, skickade ett annat team in ett papper till arXiv.org den 19 juli. Det betyder att dessa tidiga justeringar kanske inte är lika extrema. .

“Självklart är dessa galaxer av stor betydelse, men det återstår att se hur spännande de kommer att se ut under flera månaders arbete med JWST”, säger Karnal. Det bästa är kvar.