Astronomowie korzystający z Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba dokonali znaczących odkryć w protogromadzie Pajęczej Sieci, ujawniając powstawanie nowych galaktyk i podważając wcześniejsze teorie dotyczące oddziaływań grawitacyjnych.
Możliwości Webba w podczerwieni pozwoliły na obserwację wcześniej zasłoniętych galaktyk, co pogłębiło naszą wiedzę o gromadzeniu się galaktyk w jednej z największych struktur Wszechświata w jego fazie młodzieńczej.
Zrozumienie powstawania galaktyk we wczesnym wszechświecie
Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, międzynarodowy zespół astronomów odkrył nowe galaktyki w protogromadzie Pajęczej Sieci. Galaktyki te dostarczają świeżego wglądu w ewolucję kosmosu, sugerując, że interakcje grawitacyjne odgrywają mniej znaczącą rolę w gęstych obszarach, niż wcześniej sądzono.
Astronomowie badają populacje galaktyk i ich cechy fizyczne w wielkoskalowych strukturach kosmicznych, aby zrozumieć, w jaki sposób galaktyki powstają i ewoluują w swoim środowisku. Protogromada Pajęczej Sieci, dobrze zbadany obszar wczesnego Wszechświata, oferuje wgląd w powstającą gromadę galaktyk. Jego światło podróżowało ponad 10 miliardów lat, aby do nas dotrzeć, ukazując ponad sto znanych galaktyk na różnych etapach rozwoju.
Postęp w astronomii w podczerwieni
Wykorzystując możliwości Webba, astronomowie starali się teraz lepiej zrozumieć tę protogromadę i odkryć w jej wnętrzu nowe galaktyki. Światło podczerwone przechodzi przez pył kosmiczny swobodniej niż światło widzialne, które jest przez niego rozpraszane. Ponieważ Webb dobrze widzi w podczerwieni, naukowcy wykorzystali ją do obserwacji obszarów Pajęczej Sieci, które wcześniej były przed nami ukryte przez kosmiczny pył, i aby dowiedzieć się, w jakim stopniu pył ten je zasłania.
„Obserwujemy powstawanie jednej z największych struktur we Wszechświecie, miasta galaktyk w budowie” – wyjaśnia Jose M. Pérez-Martínez z Instituto de Astrofísica de Canarias i Universidad de La Laguna w Hiszpanii. „Wiemy, że większość galaktyk w lokalnych gromadach galaktyk (największych metropoliach Wszechświata) jest stara i mało aktywna, natomiast w tej pracy przyglądamy się tym obiektom w okresie ich dojrzewania. Wraz z rozwojem tego miasta w budowie, będzie to miało wpływ również na jego właściwości fizyczne. Teraz Webb po raz pierwszy daje nam nowy wgląd w budowę takich struktur”.
Odkrycia ukrytych galaktyk
Wraz z Webbem zespół badał gazowy wodór, aby odkryć nowe, silnie zasłonięte galaktyki należące do gromady i zbadać, w jakim stopniu są one przesłonięte. Osiągnięto to, wykorzystując jedynie około 3,5 godziny czasu obserwacji Webba.
„Zgodnie z oczekiwaniami znaleźliśmy nowych członków gromady galaktyk, ale byliśmy zaskoczeni, gdy odkryliśmy ich więcej, niż się spodziewaliśmy” – wyjaśnia Rhythm Shimakawa z Uniwersytetu Waseda w Japonii. „Odkryliśmy, że wcześniej znani członkowie galaktyk (podobni do typowych galaktyk gwiazdotwórczych, takich jak nasza Droga Mleczna galaxy) nie są tak zasłonięte ani wypełnione pyłem, jak wcześniej oczekiwano, co również było zaskoczeniem.
„Można to wytłumaczyć faktem, że wzrost tych typowych galaktyk nie jest wywoływany głównie przez interakcje lub łączenia galaktyk, które powodują powstawanie gwiazd” – dodał Helmut Dannerbauer z Instituto de Astrofísica de Canarias w Hiszpanii. „Teraz uważamy, że można to wytłumaczyć powstawaniem gwiazd napędzanych gazem gromadzącym się w różnych miejscach wielkoskalowej struktury obiektu”.
Przyszłe kierunki badań
Zespół planuje bardziej szczegółowe zbadanie (nowych) członków gromady galaktyk i potwierdzenie ich istnienia za pomocą obserwacji spektroskopowych za pomocą Webba.
W nowych wynikach wykorzystano wyniki Webba NIRCam obserwacje (program Cyklu 1 nr 1572, PI: H. Dannerbauer i Y. Koyama) i zostały przedstawione w dwóch artykułach, które zostały opublikowane 4 grudnia w czasopiśmie Dziennik astrofizyczny.
Referencje:
„JWST/NIRCam Narrowband Survey of Paβ Emitters in the Spiderweb Protocluster at z = 2,16” przeprowadzili Rhythm Shimakawa, JM Pérez-Martínez, Helmut Dannerbauer, Yusei Koyama, Tadayuki Kodama, Pablo G. Pérez-González, Chiara D’Eugenio, Yuheng Zhang , Abdurrahman Naufal i Kazuki Daikuhara, 4 grudnia 2024 r., Dziennik astrofizyczny.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad8155
„Obrazowanie wąskopasmowe JWST/NIRCam Paβ ujawnia zwykłe wymieranie pyłu dla emiterów Hα w protogromadzie pajęczej sieci przy z = 2,16” autorstwa Jose Manuela Péreza-Martíneza, Helmuta Dannerbauera, Yusei Koyamy, Pablo G. Péreza-Gonzáleza, Rhythma Shimakawy, Tadayuki Kodamy, Yuheng Zhang, Kazuki Daikuhara, Chiara D’Eugenio i Abdurrahman Naufal, 4 grudnia 2024 r., Dziennik astrofizyczny.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad8156
Więcej informacji
Webb to największy i najpotężniejszy teleskop, jaki kiedykolwiek wystrzelono w przestrzeń kosmiczną. Na mocy międzynarodowej umowy o współpracy ESA zapewniła usługę wystrzelenia teleskopu przy użyciu rakiety nośnej Ariane 5. Współpracując z partnerami, ESA była odpowiedzialna za rozwój i kwalifikację adaptacji Ariane 5 na potrzeby misji Webb oraz za zakup usługi startu przez Arianespace. ESA dostarczyła także spektrograf NIRSpec i 50% instrumentu średniej podczerwieni MIRIktóry został zaprojektowany i zbudowany przez konsorcjum instytutów europejskich finansowanych ze środków krajowych (konsorcjum europejskie MIRI) we współpracy z JPL i Uniwersytet Arizony.
Webb to międzynarodowe partnerstwo pomiędzy NASAESA i Kanadyjskiej Agencji Kosmicznej (CSA).
