Tento panchromatický pohled na kupu galaxií MACS0416 byl vytvořen kombinací infračervených pozorování z vesmírného teleskopu Jamese Webba NASA s daty ve viditelném světle z Hubbleova vesmírného teleskopu NASA. Zdroj obrázků: NASA, ESA, CSA, STScI, Jose M. Diego (IFCA), Jordan CJ D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Haojing Yan (Univerzita v Missouri)
https://chat.openai.com/c/de5c3def-7d31-49b0-bd44-3d61675a3ae5
Výsledek: živá krajina galaxií plus více než tucet nově objevených a časově proměnných objektů.
Když se spojí dvě hlavní observatoře, odhalí spoustu nových detailů, kterých lze dosáhnout pouze jejich spojenou silou. Webb a Hubble se spojili, aby studovali kupu galaxií MACS0416, která se nachází asi 4,3 miliardy světelných let od Země. Jejich kombinovaná data vytvářejí prizmatické panorama modré a červené, barvy, které dávají vodítko ke vzdálenostem galaxií. I když je snímek sám o sobě ohromující, výzkumníci již tato pozorování využívají k podpoře nových vědeckých objevů, včetně identifikace gravitačně nafouknutých supernov a neviditelných obyčejných hvězd.
Toto srovnání kupy galaxií MACS0416 vedle sebe, jak ji vidí Hubbleův vesmírný dalekohled v optickém světle (vlevo) a vesmírný dalekohled Jamese Webba v infračerveném světle (vpravo), odhaluje různé detaily. Oba snímky obsahují stovky galaxií, nicméně snímek z webu ukazuje galaxie, které na snímku z HST nejsou vidět nebo jsou sotva viditelné. Je to proto, že Webbovo infračervené vidění dokáže detekovat galaxie, které jsou příliš vzdálené nebo prašné, než aby je Hubble viděl. (Světlo ze vzdálených galaxií je v důsledku rozpínání vesmíru posunuto do rudého posuvu.) Celková doba expozice Webba byla asi 22 hodin ve srovnání se 122 hodinami expozice na snímku z HST. Zdroj obrázků: NASA, ESA, Canadian Space Agency, STScI
Webbův a Hubbleův vesmírný dalekohled NASA se spojil, aby vytvořil barevný pohled na vesmír
NASA‚s Vesmírný dalekohled Jamese Webba A Hubbleův vesmírný dalekohled Spojili se, aby studovali rozšiřující se kupu galaxií známou jako MACS0416. Výsledný panchromatický snímek kombinuje viditelné a infračervené světlo a dává dohromady jeden z nejkomplexnějších pohledů na vesmír, jaký byl kdy viděn. MACS0416, který se nachází asi 4,3 miliardy světelných let od Země, je párem kolidujících kup galaxií, které se nakonec spojí a vytvoří větší kupu.
Podrobnosti odhaluje vestavěný teleskopický pohon
Snímek odhaluje množství detailů, kterých bylo možné dosáhnout pouze spojením výkonu dvou vesmírných dalekohledů. Zahrnují velkou skupinu galaxií mimo kupu a sadu zdrojů, které se mění v čase, s největší pravděpodobností v důsledku gravitační čočky – zkreslení a zesílení světla ze vzdálených zdrojů pozadí.
Byl to první ze sady bezprecedentních, velmi hlubokých pohledů na vesmír z ambiciózního a společného programu HST s názvem Frontier Fields, který byl zahájen v roce 2014. Hubble byl průkopníkem v hledání některých nejslabších a nejmladších galaxií, jaké byly kdy objeveny. Webbovo infračervené vidění výrazně zvyšuje tento hloubkový pohled tím, že jde dále do raného vesmíru s jeho infračerveným viděním.
Tento snímek kupy galaxií MACS0416 ukazuje konkrétní galaxii na pozadí s gravitační čočkou, která existovala asi 3 miliardy let po velkém třesku. Tato galaxie obsahuje tranzitující objekt nebo objekt, jehož pozorovaná jasnost se v průběhu času mění a který vědecký tým nazval „Mothra“. Mothra je hvězda, která je zvětšena nejméně 4000krát. Tým věří, že Mothra je zesilována nejen gravitací galaktické kupy MACS0416, ale také objektem známým jako „milli čočka“, který pravděpodobně váží asi tolik jako kulová hvězdokupa. Zdroj obrázků: NASA, ESA, CSA, STScI, Jose M. Diego (IFCA), Jordan CJ D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Haojing Yan (Univerzita v Missouri)
„Stavíme na odkazu Hubblea tím, že tlačíme do větších vzdáleností a slabších objektů,“ řekl Rogier Windhorst z Arizona State University, hlavní řešitel programu PEARLS (Principal Extragalactic Regions for Reionization and Lensing Science), který převzal Webbova pozorování.
Pochopení barev obrazu a vědeckých cílů
Abychom si udělali obrázek, obecně platí, že kratší vlnové délky světla byly modré, delší vlnové délky červené a střední vlnové délky zelené. Široký rozsah vlnových délek, od 0,4 do 5 mikronů, vytváří obzvláště živý pohled na galaxie.
Tyto barvy dávají vodítko ke vzdálenosti galaxií: modřejší galaxie jsou relativně blízko a často vykazují intenzivní tvorbu hvězd, kterou nejlépe detekuje Hubble, zatímco červenější galaxie mají tendenci být vzdálenější, jak zjistil Webb. Některé galaxie také vypadají velmi červeně, protože obsahují velké množství kosmického prachu, který má tendenci absorbovat modřejší barvy světla hvězd.
„Úplný obraz se nestane jasným, dokud nebudou data Webb kombinována s daty z HST,“ řekl Windhorst.
Vědecké poznatky a „kupa galaxií vánočního stromu“
I když Webbova nová pozorování přispívají k tomuto estetickému pohledu, jsou brána pro konkrétní vědecký účel. Výzkumný tým spojil tři období pozorování, každé oddělené týdny, se čtvrtým obdobím z průzkumu CANUCS (Canadian Unbiased Cluster Survey (NIRISS)). Cílem bylo hledat objekty, které se v průběhu času mění v pozorované jasnosti, známé jako přechodné jevy.
V zorném poli identifikovali 14 těchto přechodných jevů. 12 z těchto přechodných jevů bylo lokalizováno ve třech galaxiích, které jsou vysoce zesíleny gravitační čočkou, a pravděpodobně jde o jednotlivé hvězdy nebo vícehvězdné systémy, které jsou krátce vysoce zesílené. Zbývající dva přechodné jevy se nacházejí v mnohem větších galaxiích na pozadí a pravděpodobně se jedná o supernovy.
Snímek kupy galaxií MACS0416 pořízený ve viditelném světle pomocí Hubbleova ACS a WFC3 a v infračerveném světle pomocí Webbova NIRCam se šipkami kompasu, měřítkem a barevným klíčem pro referenci.
Severní a východní šipky kompasu ukazují směr obrázku na obloze. Všimněte si, že vztah mezi severem a východem na obloze (při pohledu zdola) je převrácený vzhledem ke směrovým šipkám na mapě Země (při pohledu shora).
Měřítko je indikováno v úhlových minutách, úhel na obloze se rovná jedné šedesátině stupně. (Měřítko je dlouhé půl obloukové minuty.) Celý obrázek je široký přibližně 2,2 minuty.
Tento obrázek ukazuje viditelné a blízké infračervené vlnové délky světla převedené do barev. Barevný klíč ukazuje filtry Hubble ACS, WFC3 a Webb NIRCam, které byly použity při sběru světla. Barva názvu každého filtru je barva viditelného světla, která představuje světlo procházející tímto filtrem.
Zdroj obrázků: NASA, ESA, CSA, STScI, Jose M. Diego (IFCA), Jordan CJ D’Silva (UWA), Anton M. Koekemoer (STScI), Jake Summers (ASU), Rogier Windhorst (ASU), Haojing Yan (Univerzita v Missouri)
„MACS0416 nazýváme kupa galaxií vánočních stromků, protože je tak barevná a kvůli těmto blikajícím světlům, která v ní najdeme. Přechodové jevy vidíme všude,“ řekl Haojing Yan z University of Missouri-Columbia, hlavní autor knihy dokument popisující vědecké poznatky.
Nalezení tolika přechodných jevů pomocí pozorování v relativně krátkém časovém rámci naznačuje, že by astronomové mohli v této skupině a dalších podobných jevech najít mnoho dalších přechodných jevů prostřednictvím pravidelného pozorování pomocí Webba.
Unikátní prchavý objev: „Mothra“
Mezi přechodnými jevy, které tým identifikoval, vynikl zejména jeden. Nachází se v galaxii, která existovala asi 3 miliardy let po Velkém třesku, a byla zvětšena nejméně 4000krát. Tým pojmenoval hvězdný systém „Mothra“ s odkazem na jeho „monstrózní povahu“, protože je extrémně jasný. a extrémně zvětšený. Připojuje se k další hvězdě, kterou vědci dříve identifikovali a nazvali „Godzilla“. (Godzilla i Mothra jsou obří monstra známá jako kaiju v japonské kinematografii.)
Zajímavé je, že Mothra je také viditelná v pozorováních HST pořízených před devíti lety. To je neobvyklé, protože k velkému zvětšení hvězdy je zapotřebí velmi specifického zarovnání mezi kupou galaxií v popředí a hvězdou v pozadí. Vzájemné pohyby hvězdy a kupy měly nakonec toto zarovnání odstranit.
Nejpravděpodobnějším vysvětlením je, že v přední sestavě je další tělo, které přidává větší zvětšení. Tým byl schopen omezit jeho hmotnost na 10 000 až 1 milionkrát větší než hmotnost našeho Slunce. Přesná povaha takzvané „milličočky“ však zůstává neznámá.
„Nejpravděpodobnějším vysvětlením je přítomnost kulové hvězdokupy, která je příliš slabá na to, aby ji Webb viděl přímo,“ řekl José Diego z Institutu fyziky Kantábrie ve Španělsku, hlavní autor článku, který podrobně popisuje zjištění. „Zatím ale neznáme skutečnou povahu tohoto extra objektivu.“
Yan a kol. Příspěvek je přijat k publikaci v a Astrophysical Journal. Diego a kol. List vyšel v r Astronomie a astrofyzika.
Zde uvedená data Webb byla získána jako součást programu PEARLS GTO 1176.
Reference:
„JWST Pearls: Transients in the MACS J0416.1-2403 Field“ od Haojing Yan, Ziyuan Ma, Pang Zheng Sun, Lifan Wang, Patrick Kelly, Jose M. Diego, Seth H. Cohen, Rogier A. Windhorst, Rolf A. Janssen, Norman A. Grogin, John F. Beckom, Christopher J. Conselius, Simon B. Řidič, Brenda Fry, Dan Coe, Madeline A. Marshall, Anton Quikemore, Christopher N. A. Wilmer, Aaron Robotham, Jordan C. J. de Silva, Jake Summers, Mario Nonino, Nor Pierzkal, Russell E. Ryan Jr., Rafael Ortiz III, Scott Tompkins, Rachana A. Bhatawdekar, Cheng Cheng, Adi Zitrin, S.P. Wilner, přijati, Astrophysical Journal.
arXiv:2307.07579
Reference: „Perla JWST: Mothra, nová hvězda kaiju na z = 2,091 silně zesílená MACS0416 a její důsledky pro modely temné hmoty“ od Jose M. Diego, Bangzheng Sun, Haoqing Yan, Lucas J. Furtak, Eric Zachrisson, Liang Dai, Patrick Kelly, Mario Nonino, Nathan Adams, Ashish K. Mina, Stephen B. Wilner, Adi Zittrain, Seth H. Cohen, Jordan C. J. de Silva, Rolf A. Jansen, Jake Summers, Roger A. Windhorst, Dan Coe, Christopher J. Conselici, Simon B. Řidič, Brenda Fry, Norman A. Grogen, Anton M. Quickmore, Madeleine A. Marshall, Noor Pierzkal, Aaron Robotham, Michael J. Rutkowski, Russell E. Ryan, Scott Tompkins, Christopher N. A. Wilmer a Rachana Bhatawdekar, 32. října 2023, Astronomie a astrofyzika.
doi: 10.1051/0004-6361/202347556
Vesmírný dalekohled Jamese Webba je přední světová observatoř pro vesmírnou vědu. Webb řeší záhady naší sluneční soustavy, dívá se za vzdálené světy kolem jiných hvězd a zkoumá tajemné struktury a původ našeho vesmíru a naše místo v něm. WEB je mezinárodní program vedený NASA se svými partnery Evropskou kosmickou agenturou (ESA).Evropská kosmická agentura) a Kanadská kosmická agentura.
Hubbleův vesmírný dalekohled je projekt mezinárodní spolupráce mezi NASA a Evropskou kosmickou agenturou. Teleskop provozuje Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu v Marylandu. Space Telescope Science Institute (STScI) v Baltimore, Maryland, provádí vědecké operace na HST a Webb. STScI provozuje pro NASA Asociace univerzit pro výzkum v astronomii ve Washingtonu, DC
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
