JWST 분광계는 먼 은하의 적색 편이를 미세 조정합니다.

JWST(James Webb Space Telescope)의 NIRSpec 기기는 이전에 기록적인 16.4의 적색 편이에 있다고 생각되었던 멀리 떨어진 은하가 실제로 지구에 훨씬 더 가깝다는 것을 밝혔습니다. 이 연구는 또한 JWST가 관측한 일부 다른 물체가 지금까지 본 은하 중 가장 먼 은하에 속한다는 것을 확인했습니다.

우주론적 적색편이는 우주 팽창으로 인해 은하의 빛이 더 길고 붉은 파장으로 얼마나 확장되었는지를 측정한 것입니다. 적색편이가 높을수록 은하에서 나온 빛이 팽창하는 우주를 통과하는 데 더 많은 시간을 보냈을 것입니다. 이것은 우리가 매우 오래 전에 나타났던 높은 적색편이 물체를 보고 있으며 물체가 매우 멀리 떨어져 있다는 것을 의미합니다.

천문학자들은 초기 우주를 들여다볼 수 있는 창을 제공하기 때문에 높은 적색편이 은하를 연구하는 데 매우 열심입니다. 실제로, 최근 관측은 초기 우주의 은하가 이전에 예측했던 것보다 더 무겁고 더 발달했으며 더 밝았다는 새로운 그림을 뒷받침합니다.

여러 희미한 은하

2022년 여름, JWST의 먼 우주에 대한 최초의 심층 조사에서 지금까지 본 것 중 가장 높은 적색편이 은하로 추정되는 희미한 은하 몇 개가 발견되었습니다.

하나의 개체가 호출됩니다. 메이지의 은하 가 이끄는 팀이 JWST 데이터에서 발견한 스티브 핀켈스타인 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스. 이 은하는 처음에 적색편이 14.3에 있다고 생각했는데, 이는 빅뱅 이후 280억 XNUMX천만 년 후에 위치했을 것입니다. 또 다른 후보, CEERS-93316, 가 이끄는 팀에서 발견 칼럼 도난 에든버러 대학의 16.4의 적색편이에 있는 것으로 나타났는데, 이는 빅뱅 후 불과 250억 XNUMX천만 년 후와 동일합니다.

비교를 위해, JWST 발사 이전에 알려진 가장 멀리 확인된 은하는 Gn-z11로 적색 편이가 11.6입니다.

수정된 적색편이

이러한 초기 JWST 측정은 은하의 전반적인 적색도를 측정하는 측광 기술을 사용하여 이루어졌습니다. 이 기술은 희미하고 멀리 있는 물체에 사용할 수 있지만 먼지의 존재에 영향을 받을 수 있으며 개별 스펙트럼 선의 이동을 측정하는 것만큼 정확하지 않습니다. 이제 천문학자 팀이 JWST의 근적외선 분광계(NIRSpec)를 사용하여 은하계를 관찰하고 적색편이 추정치를 개선했습니다. 결과는 엇갈렸습니다.

"안타깝게도 적색편이 16.4 후보 [CEERS-93316]는 낮은 적색편이로 밝혀졌습니다."라고 팀의 일원인 Donnan은 말합니다. 파블로 아라발 하로 애리조나에 있는 NOIRLab의 NIRSpec 데이터는 관찰을 제안한 과학자들에게 독점 시간 없이 즉시 공개되었기 때문에 Haro의 팀은 펀치를 맞지 않기 위해 XNUMX일 이내에 논문을 작성해야 했습니다.

CEERS-16.4은 93316가 아닌 4.9의 적색편이에서 먼지가 많은 은하로 밝혀졌습니다. 즉, 12.5억년 전에 존재했던 것으로 보입니다. Donnan의 팀은 이전에 기록적인 적색편이에 대한 강력한 사례가 있다고 생각했는데, 특히 은하계가 정지 프레임에서 강한 청색 및 자외선 방출을 보였기 때문에(적색편이가 제거된 것으로 나타남).

그러나 수소-알파 파장의 선 중 하나가 93316개의 NIRSpec 필터가 겹치는 위치에 있어 방출선이 XNUMX개 모두에 기여한다는 사실과 결합된 매우 강한 방출선의 조합은 잘못된 인상을 주었습니다. CEERS-XNUMX은 훨씬 더 높은 적색편이에서 본질적으로 빛나는 은하였습니다.

메이지의 은하

11.4의 적색편이에 있는 것으로 밝혀진 Maisie's Galaxy의 적색편이 지분에 더 좋은 소식이 있었습니다. 이것은 여전히 ​​매우 높은 적색편이이며 먼지가 없는 은하임을 나타냅니다. 이 은하는 또한 비교적 높은 별 형성 속도와 태양 질량의 250억 30천만 배에 달하는 별의 총 질량을 가지고 있습니다. 이 질량은 우리가 메이지 은하를 보기 전 120만 년에서 XNUMX억 XNUMX만 년에 걸쳐 커졌습니다.

NIRSpec에 의해 추가로 10개의 은하가 XNUMX보다 큰 적색편이를 갖는 것으로 나타났습니다. 현재 기록 보유자는 다음과 같습니다. 제이드-GS-z13-013.2의 분광학적으로 확인된 적색 편이를 가지며 빅뱅 후 불과 350억 XNUMX천만 년 후에 존재한 것으로 봅니다.

Donnan은 여전히 ​​JWST가 분광학적 적색편이가 14보다 큰 은하를 발견할 수 있기를 희망하고 있습니다. "특히 더 깊은 이미징에서 가능합니다."라고 그는 말합니다. 물리 세계.

먼지 생산

4.9의 적색편이에서 잘 연구된 은하는 스니핑 대상이 아닙니다. 우주의 나이가 93316억 년이 조금 넘었을 때 존재했던 은하의 특성을 연구하는 것은 별 형성 측면에서 은하가 어떻게 발달했는지 이해하는 데 중요합니다. 이는 CEERS-XNUMX이 더 붉게 보이도록 만드는 먼지의 양에서 추론할 수 있습니다.

Donnan은 "CEERS-93316의 특성에 대해 더 자세한 분석이 필요하지만 먼지가 많은 것 같습니다."라고 말합니다. "우리는 그것이 어떻게 생겨났는지 이해하려면 별 형성 역사를 조사할 필요가 있습니다."

한편, NIRSpec 연구에도 참여하고 있는 Finkelstein에 따르면, 메이지 은하와 같은 매우 높은 적색편이 은하에 대한 추가 관측이 계획되어 있습니다.

더 깊은 분광법

"다음 단계는 [Maisie's Galaxy]가 너무 파랗게 만드는 원인을 정확히 조사하기 위한 확실히 더 깊은 분광법입니다."라고 그는 나머지 프레임 색상을 언급하면서 말합니다. 가장 유력한 이론은 메이지 은하와 같은 초기 은하는 오늘날의 은하에 비해 밝고 푸르고 무거운 별의 비율이 더 높았다는 것입니다. 하와이의 Keck 10미터 망원경 중 하나를 사용한 관측이 이미 진행 중이며 Finkelstein은 향후 JWST를 통해 후속 조치를 취하기를 희망합니다.

Finkelstein은 "우리는 매우 무거운 별의 존재와 우리가 보는 별에서 나오는 별빛이 얼마나 강렬한지 등을 진단하는 더 약한 나머지 UV 방출선 특징을 찾을 것"이라고 말했습니다.

궁극적으로 이 발견은 은하 적색편이의 분광학적 확인의 필요성과 그러한 측정이 이루어질 때까지 우리는 기록적인 광도적 적색편이에 대한 주장을 주의해서 받아들여야 한다는 것을 상기시켜줍니다.

연구는 미리 인쇄하다 arXiv.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/jwst-spectrometer-refines-redshifts-of-distant-galaxies/