Webb biedt nooit eerder vertoonde details van het vroege heelal – James Webb Space Telescope

Opmerking van de uitgever: Dit bericht belicht gegevens van Webb-wetenschap in uitvoering, die nog niet door het peer-reviewproces zijn gegaan.

NASA’s James Webb-ruimtetelescoop is speciaal ontworpen om het zwakke infraroodlicht van zeer verre sterrenstelsels te detecteren en astronomen een glimp van het vroege heelal te geven. De aard van sterrenstelsels tijdens deze vroege periode van ons universum is niet goed bekend of begrepen. Maar met behulp van zwaartekrachtlenzen door een cluster van sterrenstelsels op de voorgrond, kunnen vage achtergrondstelsels worden vergroot en ook meerdere keren in verschillende delen van de afbeelding verschijnen.

Een James Webb Space Telescope-opname van melkwegcluster MACS0647 en het zeer verre melkwegstelsel MACS0647-JD.  Links verschijnt de cluster als een zee van sterrenstelsels op een zwarte achtergrond.  De afbeelding wordt onderbroken door enkele voorgrondsterren met prominente diffractiepieken.  Drie kleine vierkantjes omlijnd in wit markeren de locaties van de drie afbeeldingen van melkwegstelsel MACS0647-JD.  Ze zijn genummerd 1, 2 en 3. Vergrote afbeeldingen van deze vakken verschijnen in een kolom aan de rechterkant van het scherm.  Ze zijn gelabeld als JD 1, JD 2 en JD 3. De drie afbeeldingen van MACS0647-JD van Webb tonen twee verschillende kenmerken die verschillend gekleurd zijn, waarbij het grotere gebied roder lijkt en het kleinere blauwer.
De enorme zwaartekracht van melkwegcluster MACS0647 fungeert als een kosmische lens om het licht van het verder weg gelegen MACS0647-JD-systeem te buigen en te vergroten. Het heeft ook het JD-systeem drievoudig gelensd, waardoor het beeld op drie verschillende locaties verscheen. Deze afbeeldingen, die zijn gemarkeerd met witte vakken, zijn gemarkeerd met JD1, JD2 en JD3; ingezoomde weergaven worden weergegeven in de panelen aan de rechterkant. In deze afbeelding van Webb’s Near Infrared Camera (NIRCam)-instrument werd blauw toegewezen aan golflengten van 1,15 en 1,5 micron (F115W, F150W), groen aan golflengten van 2,0 en 2,77 micron (F200W, F277W) en rood aan golflengten van 3,65 en 4,44 micron (F365W, F444W). Download de versie met volledige resolutie van het Space Telescope Science Institute. Credits: WETENSCHAP: NASA, ESA, CSA, STScI en Tiger Hsiao (Johns Hopkins University) BEELDVERWERKING: Alyssa Pagan (STScI)

Vandaag zitten we met drie astronomen die aan Webb werken om te praten over hun nieuwste bevindingen. De teamleden zijn Dan Coe van AURA/STScI voor de European Space Agency en de Johns Hopkins University; Tiger Hsiao van de Johns Hopkins University; en Rebecca Larson van de Universiteit van Texas in Austin. Deze wetenschappers hebben het verre sterrenstelsel MACS0647-JD met Webb geobserveerd en hebben iets interessants gevonden.

Dan Coe: Ik ontdekte dit sterrenstelsel MACS0647-JD 10 jaar geleden met de Hubble-ruimtetelescoop. Destijds had ik nog nooit aan sterrenstelsels met een hoge roodverschuiving gewerkt, en toen vond ik deze die mogelijk het verst verwijderd was bij roodverschuiving 11, ongeveer 97 procent van de weg terug naar de oerknal. Bij Hubble was het gewoon deze bleke, rode stip. We konden zien dat het heel klein was, slechts een klein sterrenstelsel in de eerste 400 miljoen jaar van het universum. Nu kijken we met Webb, en we kunnen TWEE objecten oplossen! We zijn actief aan het discussiëren of dit twee sterrenstelsels zijn of twee groepen sterren in een sterrenstelsel. We weten het niet, maar dit zijn de vragen die Webb is ontworpen om ons te helpen antwoorden.

Tijger Yu-Yang Hsiao: Je kunt ook zien dat de kleuren tussen de twee objecten zo verschillend zijn. De ene is blauwer; de andere is roder. Het blauwe gas en het rode gas hebben verschillende eigenschappen. De blauwe heeft eigenlijk heel jonge stervorming en bijna geen stof, maar het kleine, rode object heeft meer stof van binnen en is ouder. En hun stellaire massa’s zijn waarschijnlijk ook verschillend.

Het is echt interessant dat we twee structuren in zo’n klein systeem zien. We zijn misschien getuige van een samensmelting van sterrenstelsels in het zeer vroege heelal. Als dit de meest verre fusie is, zal ik echt extatisch zijn!

Dan Coe: Vanwege de zwaartekrachtlensing van de massieve melkwegcluster MACS0647, is deze in drie beelden opgenomen: JD1, JD2 en JD3. Ze worden vergroot met respectievelijk een factor acht, vijf en twee.

Rebecca Larson: Tot nu toe hebben we sterrenstelsels in het vroege heelal niet echt tot in detail kunnen bestuderen. We hadden er maar tientallen vóór Webb. Door ze te bestuderen, kunnen we begrijpen hoe ze zijn geëvolueerd naar de melkweg waarin we tegenwoordig leven. En ook, hoe het universum door de tijd heen is geëvolueerd.

Ik denk dat mijn favoriete onderdeel is, voor zoveel nieuwe Webb-afbeeldingen die we krijgen, als je op de achtergrond kijkt, zijn er al deze kleine stippen – en dat zijn allemaal sterrenstelsels! Elk van hen. Het is verbazingwekkend hoeveel informatie we krijgen die we eerder niet konden zien. En dit is geen diep veld. Dit is geen lange blootstelling. We hebben nog niet eens echt geprobeerd om deze telescoop lange tijd te gebruiken om naar één plek te kijken. Dit is slechts het begin!

Animatie knippert tussen de James Webb Space Telescope- en Hubble Space Telescope-beelden van melkwegcluster MACS0647 en het zeer verre melkwegstelsel MACS0647-JD.  In beide weergaven verschijnt de cluster als een zee van sterrenstelsels op een zwarte achtergrond.  Beide afbeeldingen worden onderbroken door enkele voorgrondsterren met prominente diffractiepieken.  In beide weergaven verschijnt de massieve melkwegcluster MACS0647 aan de linkerkant.  Ook in beide markeren drie kleine vierkantjes omlijnd in het wit de locaties van de drie afbeeldingen van melkwegstelsel MACS0647-JD.  Ze zijn genummerd 1, 2 en 3. Vergrote afbeeldingen van deze vakken verschijnen in een kolom aan de rechterkant van het scherm.  Ze zijn gelabeld als JD 1, JD 2 en JD 3. In de MACS0647-cluster van sterrenstelsels detecteert Webb veel meer sterrenstelsels dan Hubble.  De drie afbeeldingen van MACS0647-JD van Webb tonen twee verschillende kenmerken die verschillend gekleurd zijn, waarbij het grotere gebied roder lijkt en het kleinere blauwer.  Ter vergelijking: de Hubble-afbeeldingen tonen slechts een enkele, bleke, rode, gepixelde stip.
Dit is een vergelijking tussen de Hubble Space Telescope-afbeeldingen van MACS0647-JD uit 2012 (filterinformatie op Hubblesite.org) en de 2022-afbeeldingen van de James Webb Space Telescope (met dezelfde kleurtoewijzingen als de afbeelding hierboven). Merk op dat MACS0647-JD verschijnt als een vage, rode stip in de Hubble-afbeelding, maar Webb onthult veel meer details. Download de versie met volledige resolutie van het Space Telescope Science Institute. Credits: WETENSCHAP: NASA, ESA, CSA, STScI en Tiger Hsiao (Johns Hopkins University) BEELDVERWERKING: Alyssa Pagan (STScI)

Over de Auteurs:
Dan Coe is astronoom van AURA/STScI voor de European Space Agency en de Johns Hopkins University. Tiger Hsiao is een Ph.D. afgestudeerde student aan de Johns Hopkins University. Rebecca Larson is een National Science Foundation fellow en Ph.D. afgestudeerde student aan de Universiteit van Texas in Austin. Deze NIRCam-waarnemingen van MAC0647-JD maken deel uit van het cyclus 1-programma van het team GO 1433 (PI Coe). Het team plant een meer gedetailleerde studie van de fysieke eigenschappen van MACS0647-JD met Webb-spectroscopie in januari 2023. Lees hier het wetenschappelijke artikel van het team.


Ann Jenkins, hoofdwetenschappelijk schrijver, Office of Public Outreach, Space Telescope Science Institute

Kommentar verfassen

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert