천문학자들은 가장 멀리 떨어져 있는 알려진 은하를 발견하고 확인했다고 보고합니다.
날짜:
2022년 12월 9일
원천:
캘리포니아 대학교 - 산타 크루즈
요약:
천문학자들은 제임스 웹 우주 망원경의 데이터를 사용하여 현재까지 확인된 가장 초기의 가장 먼 은하를 발견했습니다. 망원경은 134억 년 전에 이 은하에서 방출된 빛을 포착했습니다. 즉, 우주가 현재 나이의 2%에 불과했던 빅뱅 이후 4억 년 미만으로 거슬러 올라간다는 의미입니다.
국제 천문학자 팀이 JWST(James Webb Space Telescope)의 데이터를 사용하여 현재까지 확인된 가장 초기의 가장 먼 은하를 발견했습니다. 망원경은 134억 년 전에 이 은하에서 방출된 빛을 포착했습니다. 즉, 우주가 현재 나이의 2%에 불과했던 빅뱅 이후 4억 년 미만으로 거슬러 올라간다는 의미입니다.
JWST의 초기 관측은 허블 우주 망원경으로 이전에 관측한 것처럼 극한 거리에 있는 여러 후보 은하를 산출했습니다. 이제 이러한 목표 중 4개는 장거리 분광 관측을 통해 확인되었으며, 이는 거리의 안전한 측정을 제공할 뿐만 아니라 천문학자들이 은하의 물리적 특성을 특성화할 수 있게 합니다.
UC Santa Cruz의 천문학 및 천체 물리학 교수인 Brant Robertson은 "우리는 먼 우주에서 환상적으로 초기에 은하를 발견했습니다."라고 말했습니다. "JWST를 사용하면 이제 처음으로 그렇게 먼 은하를 찾은 다음 분광학적으로 실제로 그렇게 멀리 떨어져 있음을 확인할 수 있습니다."
천문학자들은 적색 편이를 결정하여 은하까지의 거리를 측정합니다. 우주의 팽창으로 인해 멀리 있는 물체는 우리에게서 멀어지는 것처럼 보이고 그 빛은 도플러 효과에 의해 더 길고 붉은 파장으로 늘어납니다. 서로 다른 필터를 통해 캡처한 이미지를 기반으로 하는 측광 기술은 적색 편이 추정치를 제공할 수 있지만 최종 측정에는 물체의 빛을 구성 요소 파장으로 분리하는 분광법이 필요합니다.
새로운 발견은 10보다 높은 적색편이를 가진 4개의 은하에 초점을 맞추고 있습니다. 허블이 처음 관측한 2개의 은하가 이제 10.38과 11.58의 적색편이를 확인했습니다. JWST 이미지에서 모두 감지된 가장 멀리 떨어져 있는 두 은하는 13.20과 12.63의 적색편이를 가지고 있어 지금까지 분광학으로 확인된 가장 먼 은하가 되었습니다. 13.2의 적색편이는 약 135억년 전에 해당합니다.
"이것들은 JWST 이전에 우리가 상상할 수 있었던 것 이상입니다."라고 Robertson은 말했습니다. "적색편이 13에서 우주의 나이는 약 3억 2500만년에 불과합니다."
Hertfordshire 대학(영국)의 Robertson과 Emma Curtis-Lake는 12월 12일 볼티모어에서 열리는 우주 망원경 과학 연구소(STScI) 회의에서 "JWST의 첫 번째 과학 결과"에 대한 새로운 연구 결과를 발표할 예정입니다. 그들은 아직 피어 리뷰 과정을 거치지 않은 결과에 대한 두 개의 논문의 주 저자입니다.
관측 결과는 Webb에 내장된 두 가지 장비인 근적외선 카메라(NIRCam)와 근적외선 분광기(NIRSpec)의 개발을 주도한 과학자들의 협력으로 이루어졌습니다. 가장 희미하고 초기 은하계에 대한 조사는 이러한 장비에 대한 개념의 주요 동기였습니다. 2015년에 장비 팀은 JWST Advanced Deep Extragalactic Survey(JADES)를 제안하기 위해 합류했습니다. 이 프로그램은 망원경 시간의 한 달이 조금 넘게 할당되었으며 두 깊이에서 전례 없는 초기 우주의 뷰를 제공하도록 설계되었습니다. 그리고 세부 사항. JADES는 10개국에서 온 80명 이상의 천문학자들의 국제적 협력체입니다.
"이러한 결과는 왜 NIRCam과 NIRSpec 팀이 이 관찰 프로그램을 실행하기 위해 함께 힘을 모았는지에 대한 절정입니다."라고 애리조나 대학의 NIRCam 수석 연구원인 Marcia Rieke는 말했습니다.
JADES 프로그램은 NIRCam으로 시작하여 10일 이상의 임무 시간을 사용하여 Hubble Ultra Deep Field 안팎의 작은 하늘을 관찰했습니다. 천문학자들은 거의 모든 대형 망원경으로 20년 넘게 이 지역을 연구해 왔습니다. JADES 팀은 각각 수십억 광년 떨어져 있는 거의 100,000개의 먼 은하를 드러내는 정교한 이미지를 포착하여 9개의 서로 다른 적외선 파장 범위에서 필드를 관찰했습니다.
그런 다음 팀은 250개의 희미한 은하에서 빛을 수집하기 위해 3일의 단일 관찰 기간 동안 NIRSpec 분광기를 사용했습니다. 이것은 정확한 적색편이 측정을 산출했고 이 은하들에 있는 가스와 별들의 특성을 밝혀냈습니다.
"이러한 측정을 통해 우리는 은하의 본질적인 밝기를 알 수 있고 얼마나 많은 별이 있는지 알아낼 수 있습니다."라고 Robertson은 말했습니다. "이제 우리는 은하계가 시간이 지남에 따라 어떻게 결합되는지 실제로 구분하기 시작할 수 있습니다."
공저자 영국 케임브리지 대학의 산드로 타첼라(Sandro Tacchella)는 "은하의 초기 발달 기간을 이해하지 않고 은하계를 이해하기는 어렵다. 은하계에 대한 많은 질문들이 Webb의 변혁적인 기회를 기다리고 있었고, 우리는 이 이야기를 공개하는 데 일조할 수 있게 되어 매우 기쁩니다."
로버트슨에 따르면, 이 초기 은하의 별 형성은 관측된 나이보다 약 1억 년 더 일찍 시작되어 초기 별의 형성은 빅뱅 이후 약 2억 2,500만 년으로 거슬러 올라갑니다.
"우리는 은하 형성 모델을 기반으로 예상할 수 있는 가장 이른 시점에 별 형성의 증거를 보고 있습니다."라고 그는 말했습니다.
다른 팀은 JWST 이미지의 측광 분석을 기반으로 훨씬 더 높은 적색편이에서 후보 은하를 식별했지만 아직 분광학으로 확인되지 않았습니다. JADES는 2023년에 상징적인 Hubble Deep Field를 중심으로 한 다른 분야에 대한 자세한 연구를 계속할 것이며, 그런 다음 또 다른 딥 이미징 및 분광학 라운드를 위해 Ultra Deep Field로 돌아갑니다. 현장에서 더 많은 후보들이 이미 승인된 수백 시간의 추가 시간과 함께 분광 조사를 기다리고 있습니다.
출처 : https://www.sciencedaily.com/