Webb enthüllt den Beginn des frühen Universums eines Superhaufens von Galaxien

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Jeder Riese war einmal ein Baby, obwohl Sie ihn in diesem Stadium seiner Entwicklung wahrscheinlich nie gesehen haben. Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA beginnt, Licht auf bisher schwer fassbare prägende Jahre in der Geschichte des Universums zu werfen: die Entstehung und den Zusammenbau von Galaxien. Zum ersten Mal wurde ein Protocluster aus sieben Galaxien in einer Entfernung bestätigt, die Astronomen als Rotverschiebung 7,9 bezeichnen, oder nur 650 Millionen Jahre nach dem Urknall. Basierend auf den gesammelten Daten berechneten Astronomen die zukünftige Entwicklung des entstehenden Haufens und stellten fest, dass er wahrscheinlich in Größe und Masse wachsen würde, um ihm zu ähneln Koma Massedas Monster des modernen Universums.

„Dies ist ein ganz besonderer und einzigartiger Ort beschleunigter Galaxienentwicklung, und Webb hat uns die beispiellose Fähigkeit gegeben, die Geschwindigkeiten dieser sieben Galaxien zu messen und sicher zu bestätigen, dass sie in einem Protocluster miteinander verbunden sind“, sagte Takahiro Morishita vom IPAC-Kalifornien . Technologies, Hauptautor der in veröffentlichten Studie Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe.

Präzise Messungen, die mit Webbs Near Infrared Spectrometer (NIRSpec) durchgeführt wurden, waren der Schlüssel zur Bestätigung der kollektiven Entfernung der Galaxien und der hohen Geschwindigkeit, mit der sie sich in einem Halo aus dunkler Materie bewegen – mehr als zwei Millionen Meilen pro Stunde (etwa tausend Kilometer pro Sekunde). .

Die Spektraldaten ermöglichten es den Astronomen, die zukünftige Entwicklung des Haufens bis zurück zu unserer Zeit im modernen Universum zu modellieren und zu kartieren. Die Vorhersage, dass der anfängliche Haufen schließlich einem Koma-Haufen ähneln wird, bedeutet, dass er schließlich zu den dichtesten bekannten Galaxienhaufen mit Tausenden von Mitgliedern gehören könnte.

sagte Benedetta Volcani vom Nationalen Institut für Astrophysik in Italien, ein weiteres Mitglied des Forschungsteams.

Galaxienhaufen sind die größten Massenkonzentrationen im bekannten Universum, die das eigentliche Gefüge der Raumzeit selbst verzerren können. Diese Verzerrung, Gravitationslinseneffekt genannt, kann einen Vergrößerungseffekt auf Objekte außerhalb des Haufens haben, sodass Astronomen wie ein riesiges Vergrößerungsglas durch den Haufen blicken können. Das Forschungsteam konnte sich diesen Effekt zunutze machen, indem es den Pandora-Cluster durchsuchte, um den rohen Cluster anzuzeigen; Selbst die leistungsstarken Tools von Webb brauchen die Hilfe der Natur, um auf dem Laufenden zu bleiben.

Die Erforschung, wie große Sternhaufen wie Pandora und Coma zum ersten Mal zusammenkamen, war aufgrund des expandierenden Lichtuniversums jenseits der sichtbaren Wellenlängen bis ins Infrarot eine Herausforderung, da Astronomen vor Webb keine hochauflösenden Daten hatten. Die Infrarotinstrumente von Webb wurden speziell entwickelt, um diese Lücken am Anfang der Geschichte des Universums zu schließen.

Die sieben Galaxien, die Webb zuerst als Beobachtungskandidaten bestätigte, wurden mit Daten des Hubble-Weltraumteleskops erstellt Frontier Fields-Programm. Das Programm widmete Hubble-Zeit Beobachtungen mit Gravitationslinsen und beobachtete sehr weit entfernte Galaxien im Detail. Da Hubble jedoch kein Licht außerhalb des nahen Infrarotbereichs erkennen kann, gibt es nur so viele Details, die es sehen kann. Webb führte die Vermessung durch, konzentrierte sich auf Galaxien, die von Hubble entdeckt wurden, und sammelte detaillierte Spektraldaten sowie Bilder.

Dieses Forschungsteam sieht zukünftige Kooperationen zwischen Webb und der NASA vor Rumänisches Weltraumteleskop Nancy Grace, eine groß angelegte, hochauflösende Vermessungsmission, wird weitere Erkenntnisse in frühen Galaxienhaufen liefern. Durch das 200-fache des Infrarot-Sichtfelds von Hubble in einer einzigen Aufnahme wird Roman in der Lage sein, weitere Kandidatengalaxien für einen Protocluster zu identifizieren, die Webb zur Bestätigung mit Spektroskopie-Tools verfolgen kann. Die römische Mission soll derzeit bis Mai 2027 starten.

„Es ist erstaunlich, dass wir jetzt, da wir ein Web haben, von der Wissenschaft träumen können“, sagte Tommaso Trio von der University of California, Los Angeles, ein Mitglied des Proto-Cluster-Forschungsteams. „Mit diesem kleinen Proto-Cluster aus sieben Galaxien in einer so großen Entfernung hatten wir eine 100-prozentige spektrale Bestätigungsrate, was auf das zukünftige Potenzial für die Kartierung dunkler Materie und das Ausfüllen der Zeitachse der frühen Entwicklung des Universums hinweist.“

Das James-Webb-Weltraumteleskop ist das weltweit führende Observatorium für Weltraumwissenschaften. Webb wird Rätsel in unserem Sonnensystem lösen, in ferne Welten um andere Sterne blicken und mysteriöse Strukturen und die Ursprünge des Universums und unseren Platz darin untersuchen. Webb ist ein internationales Programm, das von der NASA mit ihren Partnern ESA (European Space Agency) und der Canadian Space Agency geleitet wird.