Deslumbrante imagen del telescopio espacial James Webb provoca fiebre científica
6 min readLa espectacular imagen del universo infrarrojo profundo del Telescopio Espacial James Webb ha descubierto 42 nuevas imágenes de lentes de galaxias y reveló la forma de la lente a una profundidad sin precedentes, lo que podría ayudarnos a ver las primeras galaxias.
La revelación de la Telescopio espacial James Webb imagen de campo profundo, por el presidente estadounidense Joe Biden en un especial evento de la casa blanca celebrada el 11 de julio, fue un secreto muy bien guardado. Los equipos de astrónomos se apresuraron a ser los primeros en analizarlo, con tres nuevos documentos publicados en el servidor de preimpresión de la comunidad una semana después de la publicación de la imagen.
“¡Nos arrastró un poco, para ser honesto!” Brenda Frye, astrónoma del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona y coautora de uno de los artículos, le dijo a Space.com. “Normalmente tenemos un año o dos de aviso, pero nadie ha visto [this release] llegar a esta hora”.
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los galaxia el cúmulo SMACS J0723.3-7327, conocido como SMACS J0723 para abreviar, es uno de un conjunto de cúmulos de galaxias que Webb está fotografiando para varios estudios de lentes gravitacionales. Más allá de eso, dijo Frye, no había nada excepcional en SMACS J0723, hasta ahora.
“Fue muy bien elegido [to be one of the first images] porque era un objetivo relativamente desconocido”, dijo.
lente gravitacional es un fenómeno en el que la gravedad de un objeto muy masivo deforma el espacio en una forma análoga a una lente óptica, provocando una distorsión de la luz de lo que sea que esté detrás de la lente y un brillo amplificado. Los cúmulos de galaxias son lentes particularmente efectivos porque contienen una enorme cantidad de masa (en el caso de SMACS J0723, aproximadamente 100 billones de veces la masa del Sol) en un volumen relativamente compacto con un diámetro de aproximadamente 3 a 5 millones de años luz en diámetro. .
Las encuestas anteriores de El Telescopio Espacial Hubble y jubilados Observatorio espacial Herschel había encontrado un puñado de imágenes de lentes de galaxias de fondo en sus observaciones SMACS J0723. Pero Webb lleva la caza a un nivel completamente nuevo.
El equipo de Frye, dirigido por el estudiante graduado Massimo Pascale de la Universidad de California, Berkeley, descubrió 42 nuevas imágenes de lentes en el fondo de la nueva imagen de campo profundo. Las lentes gravitacionales pueden crear múltiples imágenes de la misma galaxia, por lo que estas 42 imágenes representan 19 galaxias individuales. Otro equipo, dirigido por Gabriel Caminha del Instituto Max Planck de Astrofísica en Alemania, contó 27 nuevas imágenes de lentes.
Cualquiera que sea la cuenta final, estas imágenes con lentes permiten a los científicos refinar un mapa de cómo la materia, tanto visible como oscuro — se distribuye en el clúster SMACS J0723 y, a su vez, modela la forma de la lente. Uno de los nuevos artículos, de un equipo dirigido por Guillaume Mahler de la Universidad de Durham, concluyó que la mayor parte de la masa está centrada en la galaxia más brillante y masiva del cúmulo.
“Nuestros modelos no solo describen la masa, sino que también podemos usarlos para describir la ampliación de estas imágenes con lentes”, dijo Pascale a Space.com.
La galaxia confirmada más distante actual es un objeto distante conocido como el GN-z11que tiene un corrimiento al rojo de 11.09, lo que significa que lo vemos como existió hace 13.400 millones de años, solo 400 millones de años después de la Big Bang. (“Desplazamiento al rojo” se refiere al estiramiento de la longitud de onda de la luz que se produce a medida que el universo se expande entre un objeto distante y el espectador. Cuanto mayor sea el factor de desplazamiento al rojo, más fuerte será la fuente de luz a lo lejos).
Un candidato aún más lejano es HD1, descubierto con un corrimiento al rojo de 13, nos parece que fue apenas 300 millones de años después del Big Bang. Incluso más recientemente, Los primeros resultados de Webb han identificado otra galaxia candidata para el corrimiento al rojo 13, llamada GLASS-z11. Sin embargo, los astrónomos aún tienen que confirmar los desplazamientos al rojo de HD1 o GLASS-z11.
Se espera que Webb rompa estos dos récords de corrimiento al rojo, aunque queda por determinar si alguna de las galaxias con lentes vistas en SMACS J0723 está más lejos que Gn-z11 o HD1. Pascale y Frye están interesados en mapear un fenómeno llamado “curva crítica”, porque es a lo largo de estas curvas donde las lentes gravitatorias aplican el mayor poder de aumento y donde es más probable que los astrónomos vean el primeras galaxias.
“El aumento típico en un grupo de lentes es de un factor de 10, y eso no es suficiente para ver las primeras galaxias”, dijo Frye. “Pero si miramos cerca de la curva crítica, ahí es donde las cosas se magnifican cientos o incluso miles de veces”.
Piense en una curva crítica como si fueran líneas de contorno en un mapa topográfico de la superficie del Tierra. Cuanto más se agrupan estas líneas de contorno, mayor es la altura de un punto particular en la superficie. De manera similar, una curva crítica es donde las líneas de contorno del potencial gravitacional se agrupan, y cuanto más agrupadas están, más fuerte es ese potencial y el aumento que lo acompaña. La ubicación y la forma de las imágenes de la lente pueden dar una indicación de dónde se encuentra la curva crítica.
“En última instancia, lo que queremos hacer es mirar a lo largo de la curva crítica donde el aumento es mayor, y ahí es donde encontraremos las galaxias con mayor corrimiento al rojo”, dijo Frye.
Esta es la razón por la cual el trío inicial de nuevos artículos de campo profundo de Webb se enfoca en modelar la cantidad y distribución de materia en el grupo de primer plano y, por lo tanto, la forma de la lente y la ubicación de la curva crítica.
Sin embargo, el modelado también puede informarnos sobre la propia historia del cúmulo de galaxias.
“Descubrimos que la distribución masiva estaba un poco más extendida de lo esperado”, dijo Pascale. “Tal vez eso dice mucho sobre el historial de fusión de clústeresy podemos extrapolar a partir de eso y aprender algo sobre la formación de grupos como un todo, lo que ocurre en un entorno muy caótico donde la gravedad de todas estas galaxias se atraen entre sí”.
El próximo paso inmediato para el equipo de Pascale y Frye, y los autores de los otros dos artículos, es pasar por el proceso de revisión por pares para ver estos resultados publicados en revistas científicas. Au-delà de cela, les données du NIRISS (Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph) de Webb sont en attente d’analyse et devraient aider les scientifiques à déterminer les décalages vers le rouge spectroscopiques des galaxies à lentilles et à voir à quelle distance elles se encuentran. (La imagen de campo profundo fue capturada por NIRCam, la cámara de infrarrojo cercano).
“Antes de que Webb lo imaginara, SMACS J0723 no era la estrella del espectáculo”, dijo Pascale. “Ahora, de repente, hay un artículo tras otro sobre él, lo que realmente muestra cuán poderoso es Webb, al revelar cosas que no podíamos ver antes”.
La prepublicación del artículo de Pascale y Frye se puede encontrar aquí. Los otros dos artículos están disponibles. aquí y aquí.
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