Bezprecedensowe spojrzenie na łączące się galaktyki

Bezprecedensowe spojrzenie na łączące się galaktyki

Korzystając z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, aby spojrzeć wstecz we wczesnym Wszechświecie, astronomowie odkryli niespodziankę: gromadę galaktyk zlającą się wokół rzadkiego czerwonego kwazara w masywnej czarnej dziurze. Odkrycia dokonane przez Johns Hopkins University i międzynarodowy zespół dają bezprecedensową okazję do zaobserwowania, jak miliardy lat temu galaktyki połączyły się we współczesnym Wszechświecie.

„Sądzimy, że w tych układach wydarzy się coś dramatycznego” – powiedział współautor Andrey Vayner, doktor habilitowany w Johns Hopkins, który bada ewolucję galaktyk. „Galaktyka jest w tym idealnym momencie swojego życia, wkrótce zmieni się i za kilka miliardów lat będzie wyglądać zupełnie inaczej”.

Praca jest w druku w Astrophysical Journal Letters i jest dostępna dzisiaj w repozytorium papieru arXiv.

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, wystrzelony w grudniu ubiegłego roku przez NASA, Europejską Agencję Kosmiczną i Kanadyjską Agencję Kosmiczną, jest największym i najpotężniejszym teleskopem, jaki kiedykolwiek wysłano w kosmos. Jego wstępne ogólne obserwacje zostały ujawnione w lipcu, ale to zobrazowanie kwazara jest jednym z zaledwie 13 projektów „wczesnego wyglądu” wybranych w wysoce konkurencyjnym globalnym konkursie, aby zdecydować, gdzie skierować teleskop podczas pierwszych miesięcy jego działania.

W Baltimore zespół Johns Hopkins dowiedział się, że wybrany cel będzie obserwowany w ciągu kilku dni od ujawnienia przez prezydenta Bidena debiutanckich zdjęć Webba 11 lipca, więc trzymali się blisko swoich komputerów. Tej letniej soboty Vayner i doktorant Yuzo Ishikawa wielokrotnie odświeżali bazę danych Webba, gdy nagle pojawiły się dane, co doprowadziło w niedzielę do pospiesznie zebranego zespołu międzynarodowego zespołu, który próbował zrozumieć oszałamiająco szczegółowy surowy obraz.

Chociaż wcześniejsze obserwacje tego obszaru przez NASA/ESA Kosmiczny Teleskop Hubble’a i instrument Near-Infrared Integral Field Spectrometer na teleskopie Gemini-North wskazały kwazar i wskazały na możliwość przejścia galaktyki, nikt nie podejrzewał, że dzięki ostremu obrazowaniu Webba zobaczyliby wiele galaktyk, co najmniej trzy, wirujących w tym regionie.

„Na poprzednich obrazach myśleliśmy, że widzieliśmy wskazówki, że galaktyka prawdopodobnie wchodzi w interakcje z innymi galaktykami na ścieżce do połączenia, ponieważ ich kształty ulegają zniekształceniu w tym procesie i pomyśleliśmy, że być może to widzieliśmy” – powiedziała współkierownik badań Nadia L. Zakamska. astrofizyk Johnsa Hopkinsa, który pomógł w opracowaniu projektu w 2017 roku wraz z ówczesną podoktorką Johnsa Hopkinsa Dominiką Wylezalek, która jest obecnie liderką grupy na Uniwersytecie w Heidelbergu. „Ale po tym, jak otrzymaliśmy dane Webba, pomyślałem:„ Nie mam pojęcia, na co tu patrzymy, co to za wszystko!” Spędziliśmy kilka tygodni po prostu gapiąc się i wpatrując się w te obrazy”.

Webb ujawnił, że co najmniej trzy galaktyki poruszają się niezwykle szybko, co sugeruje obecność dużej ilości masy. Zespół jest przekonany, że może to być jeden z najgęstszych znanych obszarów formowania się galaktyk we wczesnym wszechświecie.

Ponieważ światło potrzebuje czasu, aby do nas dotrzeć, kiedy patrzymy na obiekty takie jak ten w bardzo odległych rejonach wszechświata, widzimy światło, które zostało wyemitowane około 11,5 miliarda lat temu, czyli z najwcześniejszych etapów ewolucji wszechświata. Masywne roje galaktyk, takie jak ta, były prawdopodobnie wtedy powszechne, powiedziała Zakamska.

„To bardzo ekscytujące, być jedną z pierwszych osób, które zobaczyły ten naprawdę fajny obiekt” – powiedział Ishikawa, który przyczynił się do interpretacji roju galaktyk.

Nawet Vayner, który marzył o wykorzystaniu danych Webba, odkąd po raz pierwszy usłyszał o teleskopie jako student ponad dekadę temu, i sądził, że wie, czego się spodziewać, był zszokowany, widząc jego długo badane miejsce we wszechświecie ujawnione z takim przejrzystość.

„To naprawdę zmieni nasze rozumienie tego obiektu” – powiedział Vayner, który odegrał kluczową rolę w adaptacji surowych danych Webba do analizy naukowej.

Oślepiająco jasny kwazar, napędzany przez to, co Zakamska nazywa „potworną” czarną dziurą w centrum galaktycznego wiru, jest rzadkim „ekstremalnie czerwonym” kwazarem, mającym około 11,5 miliarda lat i jednym z najpotężniejszych, jakie kiedykolwiek widziano z takiej odległości. To zasadniczo formująca się czarna dziura, powiedział Vayner, pożerający otaczający ją gaz i zwiększający swoją masę. Obłoki pyłu i gazu między Ziemią a świecącym gazem w pobliżu czarnej dziury sprawiają, że kwazar wydaje się czerwony.

Zespół pracuje już nad dalszymi obserwacjami tej nieoczekiwanej gromady galaktyk, mając nadzieję na lepsze zrozumienie, jak tworzą się gęste, chaotyczne gromady galaktyk i jak wpływa na nią supermasywna czarna dziura w jej sercu.

„To, co tu widzisz, to tylko mały podzbiór tego, co znajduje się w zestawie danych” – powiedziała Zakamska. „Po prostu zbyt wiele się tu dzieje, więc najpierw podkreśliliśmy, co jest naprawdę największą niespodzianką. Każda plamka tutaj jest galaktyką niemowlęcia, która łączy się z galaktyką mamusi, a kolory mają różne prędkości, a całość porusza się w niezwykle skomplikowany sposób. może teraz zacząć rozplątywać ruchy”.

Inni autorzy to: Wylezalek, Caroline Bertemes, Weizhe Liu, Jorge K. Barrera-Ballesteros, Hsiao-Wen Chen, Andy D. Goulding, Jenny E. Greene, Kevin N. Hainline, Nora Lutzgendorf, Fred Hamann, Timothy Heckman, Sean D Johnson, Dieter Lutz, Vincenzo Mainieri, Roberto Maiolino, Nicole PH Nesvadba, Patrick Ogle i Eckhard Sturm.

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]
science