Das Webb-Teleskop enthüllt, wie Licht den Dunst im frühen Universum durchdrang

Mehr als 20.000 Galaxien leuchten hell in diesem weiten Blick auf den Himmel zwischen den Sternbildern Fische und Andromeda. Aber dieser Anblick ist nicht nur ein faszinierender Anblick, er hat den Astronomen auch dabei geholfen, herauszufinden, was die Ära der Reionisierung auslöste, die Zeit, in der das undurchsichtige Universum dem transparenten Platz wich.

Die frühen Tage des Universums waren von dickem Gas umgeben, das die Lichtmenge, die durch das Universum dringen konnte, begrenzte. während der Die Ära der Reionisierung– Als das Universum etwa 400 Millionen bis eine Milliarde Jahre alt war, begann sich das gasförmige Universum zu klären, bis alles für Licht transparent wurde.

Und so war die Ära der Reionisierung entscheidend für unsere Fähigkeit zu sehen, was passiert ist. Quadratkilometer-Array – das Es wird bald das größte Radioteleskop der Welt sein– Dies machte den nebulösen Zeitraum zu seinem Fokus.

Mittlerweile sind es welche 13,7 Milliarden Jahre seit dem Urknallund Webb hat das Konzept, auf diese frühen Zeiten zurückzublicken, um genau zu verstehen, was sich verändert hat.

In der Mitte des Bildes oben befindet sich eine rosa Lichtquelle mit sechs Beugungsstacheln (Artefakte aus Webbs Bildgebung). Die Lichtquelle ist der Quasar J0100+2802, ein ungewöhnlich heller galaktischer Kern, der das Gas zwischen ihm und Webb zum Leuchten bringt.

Das zusammengesetzte Bild enthält viele Aufnahmen des NIRCam-Instruments von Webb und kann durch verschiedene Filter betrachtet werden; Alle Aufnahmen wurden am 22. August 2022 aufgenommen. Unsere Website kann nur eine kleinere Version des Bildes verarbeiten; Sie können es in seiner 127-MB-Pracht sehen Hier.

Ein Team von Astronomen – Face to Face Webb – hat Quasarlicht verwendet, um mehr als 100 Galaxien aus der ersten Milliarde Jahre des Universums zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf 59 Galaxien lag, die zwischen dem Quasar und dem Teleskop liegen.

Wir erwarteten, einige Dutzend Galaxien zu identifizieren, die während der Ära der Reionisierung existierten–„Aber wir könnten leicht 117 auswählen“, sagte Daichi Kashino, ein Astronom an der Universität Nagoya und Hauptautor einer der Arbeiten. „Webb hat unsere Erwartungen übertroffen.“

Die Forscher verglichen Webbs Daten mit früheren Beobachtungen des Quasars, die vom Keck-Observatorium, dem Very Large Telescope des European Southern Observatory und dem Magellan Telescope des Las Campanas Observatory gemacht wurden.

Ihre Ergebnisse werden heute in drei separaten Artikeln im Astrophysical Journal veröffentlicht. Ein Artikel konzentrierte sich auf Hinweise auf Reionisierung durch junge Galaxienbeschreibe die zweite Spektroskopie von Sternen und Gasen in GalaxienEin dritter konzentrierte sich auf Der Quasar steht im Mittelpunkt der gesamten Untersuchung.

Die Forscher fanden heraus, dass die Regionen um die Galaxien transparente Blasen waren, was darauf hindeutet, dass die Galaxien selbst an der Reionisierung des Universums beteiligt waren.

„Wenn wir auf die Reionisierungszähne zurückblicken, sehen wir eine sehr deutliche Veränderung“, sagte der Co-Autor der Studie, Simon Lilly, Astronom an der ETH Zürich in der Schweiz und leitender Forscher am Space Telescope Science Institute. Start. „Die Galaxien, die aus Milliarden von Sternen bestehen, ionisieren das Gas um sie herum und verwandeln es effektiv in ein transparentes Gas.“

Das Licht des Quasars zeigte genau, wo es vom Gas absorbiert wurde (was bedeutete, dass die Region noch nicht reionisiert worden war) oder sich weiter ausbreitete (was bedeutete, dass die Region transparenter war). Der gleichen Version zufolge hatten die transparenten Regionen um Galaxien im Allgemeinen einen Durchmesser von etwa 2 Millionen Lichtjahren.

Die transparenten Regionen um die Galaxien wuchsen und verschmolzen und machten schließlich das gesamte Universum transparent.

Ein bemerkenswertes Element, das Webb allein nicht entschlüsseln kann, ist, wie der leuchtende Quasar zu Beginn der Entwicklung des Universums so groß wurde. Die Masse von J0100+2802 beträgt etwa das Zehnmilliardenfache der Masse der Sonne. Wie sich Schwarze Löcher entwickeln, ist immer noch eine verwirrende Frage, da Astrophysiker noch nicht verstanden haben, wie supermassereiche Schwarze Löcher zu solchen werden Warum scheint es nur sehr wenige Schwarze Löcher mittlerer Masse zu geben? (Während es eine große Anzahl von Sternhaufen und massereichen gibt.)

Wenn es um die detaillierte Abbildung antiker Galaxien geht, ist Webb ein bisschen zu Tränen gerührt. Erst letzte Woche a Ein tiefes Feld mit doppelt so vielen Galaxien (insgesamt 45.000 Galaxien) Das Bild oben wurde ebenfalls bearbeitet.

Webbs Ausblick ist unerschütterlich, und während Dutzende von Forschern seine Daten sichten, kristallisiert sich die Entwicklung des frühen Universums – einst ein vages Durcheinander – heraus.

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