De James Webb Space Telescope (JWST) heeft de oudste sterrenstelsels ooit waargenomen.
Astronomen zijn er nu zeker van dat het licht hiervan afkomstig is sterrenstelsels Het is meer dan 13,4 miljard jaar geleden naar de aarde gereisd, melden twee nieuwe studies. De resultaten laten zien dat deze sterrenstelsels bewoond zijn Universum Toen het minder dan 350 miljoen jaar oud was, duidt dit op de snelle opkomst van de eerste generaties sterrenstelsels.
“Het was erg belangrijk om te bewijzen dat deze sterrenstelsels inderdaad in het vroege heelal leefden. Het is heel goed mogelijk dat zelfs nog dichterbij gelegen sterrenstelsels zich vermomden als zeer verre sterrenstelsels”, zegt Emma Curtis Lake, co-auteur van een van de nieuwe studies en een astronoom bij de Universiteit van Hertfordshire in Engeland, zei in een paper. stelling (Opent in een nieuw tabblad).
“Toen we zagen dat het spectrum zich ontvouwde zoals we hadden gehoopt, bevestigen we dat deze sterrenstelsels zich aan de echte rand van ons gezichtsveld bevinden, en sommige zijn verder weg dan Hubble ik kan zien! “Het is een zeer opwindende prestatie van de missie,” zei Curtis Lake.
Verwant: James Webb Space Telescope: alles wat u moet weten
De ontdekking onderstreept het vermogen van de JWST om een van zijn belangrijkste taken uit te voeren: het bestuderen van het vroege universum door middel van licht dat zo lang reisde dat de uitdijing van het universum zijn golflengte verlengde. Deze uitbreiding van licht wordt genoemd roodverschuiving; Hoe langer het licht reist, hoe meer het universum uitdijt naar het rode uiteinde van het elektromagnetische spectrum. Dit betekent dat de roodverschuiving kan worden gebruikt als maat voor afstand, en dat vroege sterrenstelsels licht moeten hebben gehad dat een extreme roodverschuiving vertoonde, waarbij hun licht zich uitstrekte tot in het infrarode bereik – de specialiteit van JWST.
Tot op heden heeft het observatorium van $ 10 miljard verschillende kandidaat-stelsels met een extreem hoge roodverschuiving geïdentificeerd, maar deze waarnemingen moeten worden bevestigd met behulp van spectroscopie.
Spectroscopie kan worden gebruikt om onderscheid te maken tussen vroege sterrenstelsels en dichterbij gelegen, recentere sterrenstelsels die vergelijkbare kenmerken kunnen hebben, omdat spectroscopie onderscheidende vingerafdrukken van bepaalde elementen kan identificeren. Vroege sterrenstelsels bestonden voornamelijk uit waterstof en helium en misten zwaardere elementen zoals zuurstof, stikstof en koolstof. Dit komt omdat ze nog niet zijn verrijkt met de zware elementen die het hebben gevormd sterren door kernfusie en vervolgens verspreid terwijl deze sterren sterven en verdwijnen Supernova.
De analyse van de gegevens van de onderzoekers van de JWST Near Infrared Camera (NIRCam) en het Near Infrared Spectroradiometer (NIRSpec) instrument stelde hen in staat om te bepalen dat de vier sterrenstelsels JADES-GS-z10–0, JADES-GS-z11–0, hebben JADES-GS-z12–0 en JADES-GS-z13–0 echt intense roodverschuivingen, van 10,3 tot 13,2. (JADES staat trouwens voor “JWST Advanced Deep Extragalactic Survey.”)
Ze kwamen tot deze conclusie omdat de spectra van deze sterrenstelsels de duidelijke signatuur van zware elementen zoals koolstof missen, wat betekent dat de JWST ze ziet zoals ze waren toen het universum slechts 300 tot 500 miljoen jaar oud was. (Het universum is momenteel ongeveer 13,8 miljard jaar oud.)
“Voor het eerst hebben we sterrenstelsels slechts 350 miljoen jaar na de oerknal gedetecteerd en we kunnen vrij zeker zijn van hun opmerkelijke afstanden”, zei Brant Robertson, co-auteur en lid van het NIRCam-wetenschappelijk team, in de release. “Het vinden van deze vroege sterrenstelsels in zulke verbluffend mooie beelden is een bijzondere ervaring.”
De waarnemingen zijn afkomstig van de eerste reeks JADES-waarnemingen, die waren gericht op een klein deel van de hemel dat bekend staat als het Ultra Deep Field dat al bijna twee decennia wordt onderzocht door de Hubble-ruimtetelescoop. Dit stukje hemel bevat ongeveer 100.000 sterrenstelsels, die allemaal op een bepaald moment in hun geschiedenis zijn ontdekt, mogelijk miljarden jaren in het verleden.
De onderzoekers gebruikten meer dan 10 dagen JWST-missietijd om het ultradiepe veld met NIRCam te bestuderen en observeerden het in negen verschillende kleuren infrarood. Dit werd gevolgd door 28 uur aan gegevensverzameling uitgevoerd door het NIRSpec-instrument gedurende een periode van drie dagen. Daarom heeft JWST uitzonderlijk gevoelige en scherpe beelden van de regio geleverd en astronomen ook de gegevens verschaft die ze nodig hebben om een nauwkeurige meting van de roodverschuiving van elk sterrenstelsel te verkrijgen en de eigenschappen van het gas en de sterren in elk sterrenstelsel te onthullen.
“Deze resultaten zijn het hoogtepunt van de reden waarom het NIRCam-team en NIRSpec zijn samengekomen om dit monitoringprogramma te implementeren”, zegt Marcia Rieke, NIRCam’s hoofdonderzoeker van de Universiteit van Arizona.
De twee artikelen zijn vandaag (4 april) gepubliceerd in Natuur tijdschrift (Opent in een nieuw tabblad). De onderzoekers maakten de resultaten voor het eerst bekend in december 2022, toen ze ze presenteerden op een conferentie.
Volg ons op Twitter @medewerker (Opent in een nieuw tabblad) en verder Facebook (Opent in een nieuw tabblad).
“Reisliefhebber. Onruststoker. Popcultuurfanaat. Kan niet typen met bokshandschoenen aan.”