먼 은하의 절묘한 전망

[아름이]

먼 은하의 절묘한 전망
날짜:
2022년 12월 15일
원천:
애리조나주립대학교
요약:
수십 년 동안 허블 우주 망원경은 우리에게 가장 멋진 은하 이미지를 제공했습니다. JWST(James Webb Space Telescope)가 발사되고 시운전을 성공적으로 완료했을 때 이 모든 것이 바뀌었습니다. 천문학자들에게 우주는 이제 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam) 장비로는 상상할 수 없었던 새로운 방식으로 드러났습니다.

수십 년 동안 허블 우주 망원경과 지상 망원경은 은하계의 멋진 이미지를 제공했습니다. 2021년 12월 JWST(James Webb Space Telescope)가 발사되어 2022년 상반기 시운전에 성공하면서 모든 것이 바뀌었습니다. 천문학자들에게 우리가 본 우주는 이제 상상도 못했던 새로운 방식으로 드러납니다. 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam) 장비.

NIRCam은 0.6~5미크론의 적외선 파장 범위를 다루는 Webb의 기본 이미저입니다. NIRCam은 생성 과정에서 가장 초기의 별과 은하에서 나오는 빛, 인근 은하계의 별 인구, 은하수 및 카이퍼 벨트 물체의 어린 별을 감지합니다.

재이온화 및 렌즈 과학(PEARLS)을 위한 Prime Extragalactic Areas 프로젝트는 Arizona State University School of Earth and Space Exploration Regents 교수 Rogier Windhorst, 연구 과학자 Rolf Jansen을 포함한 연구원 팀이 Astronomical Journal 에 발표한 최근 연구의 주제입니다. , 부연구 과학자 Seth Cohen, 연구 조교 Jake Summers 및 대학원 동료 Rosalia O'Brien, 그리고 다른 많은 연구자들의 기여.

연구자들에게 초기 은하에 대한 PEARLS 프로그램의 이미지는 거대한 은하단 배경에 있는 물체의 중력 렌즈 효과를 보여줌으로써 팀이 이러한 매우 먼 물체 중 일부를 볼 수 있도록 합니다. 이러한 상대적으로 깊은 필드 중 하나에서 팀은 활성 핵과 상호 작용하는 은하를 식별하기 위해 놀라운 다색 이미지로 작업했습니다.

Windhorst와 그의 팀의 데이터는 강착 원반을 볼 수 있는 중심에 있는 거대한 블랙홀에 대한 증거를 보여줍니다. 블랙홀로 떨어지는 물질은 은하 중심에서 매우 밝게 빛납니다. 또한 수많은 은하계 별이 마치 은하계 공간을 통해 운전하는 것처럼 자동차 앞 유리에 방울처럼 나타납니다. 이 다채로운 필드는 지구와 달, 그리고 다른 모든 행성이 태양 주위를 공전하는 황도면에서 수직으로 위치합니다.

Windhorst는 "20년 넘게 저는 대규모 국제 과학자 팀과 함께 Webb 과학 프로그램을 준비했습니다."라고 말했습니다. "Webb의 이미지는 정말 경이롭습니다. 제 상상을 초월합니다. 이를 통해 매우 희미한 적외선 한계까지 빛나는 은하의 수 밀도와 이들이 생성하는 총 빛의 양을 측정할 수 있습니다. 이 빛은 매우 어두운 적외선 하늘이 측정한 것보다 훨씬 더 어둡습니다. 그 은하들 사이에."

팀이 이 새로운 이미지에서 가장 먼저 볼 수 있는 것은 Webb이 촬영한 이미지에서 Hubble 옆에 있거나 실제로 보이지 않는 많은 은하가 밝다는 것입니다. 이 은하는 너무 멀리 떨어져 있어 별에서 방출되는 빛이 늘어납니다.

팀은 Webb 망원경을 사용하여 North Ecliptic Pole 시간 영역 필드에 초점을 맞췄습니다. 하늘에 위치하기 때문에 쉽게 볼 수 있습니다. Windhorst와 팀은 이를 네 번 관찰할 계획입니다.

두 개의 겹치는 타일로 구성된 첫 번째 관측은 달의 거리에서 반딧불 10마리의 밝기만큼 희미한 물체를 보여주는 이미지를 생성했습니다(달이 없는 경우). Webb의 궁극적인 제한은 반딧불이 한두 마리입니다. 이미지에서 볼 수 있는 가장 희미하고 가장 붉은 물체는 빅뱅 이후 처음 몇 억년으로 거슬러 올라가는 멀리 떨어진 은하입니다.

Jansen의 경력 대부분 동안 그는 하나의 이미지를 생성하는 단일 카메라가 있는 단일 장비가 있는 지상 및 우주에서 카메라로 작업했습니다. 이제 과학자들은 단지 하나의 검출기나 하나의 이미지가 나오는 것이 아니라 동시에 10개의 이미지가 나오는 기기를 가지고 있습니다. NIRCam이 촬영하는 모든 노출에 대해 이러한 이미지 중 10개를 제공합니다. 그것은 엄청난 양의 데이터이며 그 양은 압도적일 수 있습니다.

해당 데이터를 처리하고 전 세계 공동 작업자의 분석 소프트웨어를 통해 전달하기 위해 Summers는 중요한 역할을 했습니다.

Summers는 "JWST 이미지는 첫 번째 과학 관찰 이전에 내 시뮬레이션에서 기대했던 것보다 훨씬 뛰어납니다."라고 말했습니다. "이러한 JWST 이미지를 분석하면서 가장 놀랐던 것은 뛰어난 해상도였습니다."

Jansen의 주요 관심사는 우리 은하와 같은 은하가 어떻게 생겼는지 알아내는 것입니다. 그렇게 하는 방법은 은하계가 어떻게 하나로 뭉쳤는지 시간을 거슬러 올라가서 그들이 어떻게 효과적으로 진화했는지 보고 빅뱅에서 우리 같은 사람들까지의 경로를 추적하는 것입니다.

"저는 첫 번째 PEARLS 이미지에 깜짝 놀랐습니다."라고 Jansen이 말했습니다. "내가 북극 근처의 이 필드를 선택했을 때 멀리 떨어진 은하계의 보물 창고가 산출되고 은하계가 모여 성장하는 과정에 대한 직접적인 단서를 얻을 수 있다는 것을 거의 알지 못했습니다. 외곽에 있는 별들의 개울, 꼬리, 껍데기, 후광, 빌딩 블록의 남은 찌꺼기."

3학년 천체물리학 대학원생 O'Brien은 우리의 눈에 가장 먼저 들어오는 은하와 별 사이의 희미한 빛을 측정하는 알고리즘을 설계했습니다.

O'Brien은 "별과 은하 사이에서 측정한 확산광은 우주의 역사를 암호화하는 우주론적 중요성을 가지고 있습니다."라고 말했습니다. "지금 당장 경력을 시작하게 되어 행운이라고 생각합니다. JWST 데이터는 우리가 본 적이 없는 것과 같으며 이것이 제공하는 기회와 도전에 대해 흥분됩니다."

Jansen은 "JWST 임무 내내 이 필드를 모니터링하여 먼 곳에서 폭발하는 초신성이나 활성 은하의 블랙홀 주변에 가스가 축적되는 것과 같이 움직이거나 밝기가 다양하거나 잠시 플레어하는 물체를 밝힐 것으로 기대합니다."라고 말했습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/