바이든 대통령이 발표하자마자 첫 번째 이미지 11월 XNUMX일 제임스 웹 우주 망원경(JWST)에서 마시모 파스칼 그의 팀은 행동에 나섰다.
Slack에 대한 조정을 위해 University of California, Berkeley의 천체 물리학자인 Pascale과 14명의 공동 작업자가 작업을 분담했습니다. 이 이미지는 하늘의 작은 부분에 있는 수천 개의 은하를 보여 주었고, 일부는 은하의 중심 클러스터 주위에서 빛이 구부러지면서 확대되었습니다. 팀은 최초의 JWST 과학 논문을 출판하기 위해 이미지 조사에 착수했습니다. "우리는 쉬지 않고 일했습니다."라고 Pascale은 말했습니다. “탈출실 같았어요.”
XNUMX일 후, 과학자들이 초기 버전의 논문을 업로드할 수 있는 서버인 arxiv.org의 일일 마감일 몇 분 전에 팀 그들의 연구를 제출. 그들은 13초 차이로 XNUMX위를 놓쳤습니다. "그것은 꽤 재미있었습니다."라고 Pascale은 말했습니다.
XNUMXD덴탈의 승리자, 기욤 말러 영국 더럼 대학교(Durham University)와 동료들은 동일한 첫 번째 JWST 이미지를 분석했습니다. 말러는 “이 놀라운 데이터를 가져와 출판할 수 있다는 사실에 그저 큰 기쁨을 느꼈습니다.”라고 말했습니다. “빨리 할 수 있다면 왜 기다려야 합니까?”
말러가 말한 "건전한 경쟁"은 과학자들이 오랫동안 기다려온 적외선 감지 메가 망원경으로부터 데이터를 받기 시작한 지 며칠 만에 JWST에서 이미 나오고 있는 엄청난 양의 과학을 강조합니다.
새벽의 시간
JWST의 가장 유명한 능력 중 하나는 초기 우주로 시간을 거슬러 올라가 최초의 은하와 별을 볼 수 있는 능력입니다. 이미 2021년 크리스마스에 발사되어 현재 지구에서 1.5만 킬로미터 떨어진 망원경이 알려진 가장 멀리 떨어져 있는 가장 오래된 은하를 발견했습니다.
두 팀은 GLASS 조사를 위해 JWST 관측을 별도로 분석했을 때 은하를 발견했습니다. 과학 프로그램 망원경의 우주에서의 첫 해로 예정되어 있습니다. 두 팀 모두, 한 주도 by 로한 나이두 매사추세츠에 있는 하버드-스미소니언 천체물리학 센터와 다른 by 마르코 카스텔라노 로마 천문대에서 데이터에서 특히 멀리 떨어진 두 개의 은하를 확인했습니다. 하나는 JWST가 빅뱅 후 400억 년 후 방출한 빛을 감지할 만큼 멀리 떨어져 있습니다(허블 우주 망원경이 본 가장 오래된 은하와 연결됨). 그리고 다른 하나는 GLASS-z13으로 명명되었으며, 빅뱅 이후 300억 년 후에 나타난 것으로 보입니다. Castellano는 "지금까지 발견된 은하 중 가장 먼 은하가 될 것"이라고 말했습니다.
두 은하는 우리은하보다 아마 100배 더 작아 보일 정도로 매우 작아 보이지만 놀라운 별 형성 속도를 보여주고 있으며 이미 우리 태양 질량의 1억 배에 달하는 질량을 가지고 있습니다. 젊은 은하 중 하나는 원반 구조의 증거를 보여주기도 합니다. 빛을 분해하여 특성을 파악하기 위해 더 많은 연구가 수행됩니다.
또 다른 초기 우주 프로그램은 "믿을 수 없을 정도로 먼 은하계"도 밝혀 냈습니다. 레베카 라슨, 오스틴에 있는 텍사스 대학의 천문학자이자 우주 진화 조기 방출 과학(Cosmic Evolution Early Release Science, CEERS) 조사의 일원입니다. 조사가 시작된 지 몇 주 만에 팀은 우주 최초의 500억 년 동안의 소수의 은하를 가방에 넣었지만 Larson과 그녀의 동료들은 아직 정확한 결과를 발표하지 않았습니다. 그녀는 "상상했던 것보다 더 좋고 이제 시작에 불과하다"고 말했다.
더 많은 초기 은하는 바이든 대통령이 제시하고 파스칼과 말러가 연구한 은하단의 이미지에 숨어 있습니다. 라고 불리는 SMACS 0723, 성단은 너무 무거워서 더 멀리 있는 물체의 빛을 굴절시켜 시야에 가져옵니다. Pascale과 Mahler는 이미지에서 확대된 최대 16개의 멀리 떨어진 은하를 발견했습니다. 그들의 정확한 나이는 아직 알려지지 않았습니다.
망원경은 빅뱅 이후 700억 년으로 거슬러 올라가는 빛의 얼룩인 이미지에서 멀리 떨어진 하나의 은하를 자세히 관찰했습니다. JWST는 분광기를 사용하여 은하에서 무거운 원소, 특히 산소를 감지했습니다. 이제 과학자들은 망원경이 훨씬 더 초기의 은하에서 무거운 원소가 없다는 것을 발견하기를 희망하고 있습니다. 인구 III 별, 가상의 우주 최초의 별은 엄청나게 거대했으며 전적으로 수소와 헬륨으로 만들어졌다고 생각됩니다. (그 별들은 폭발하면서 산소와 같은 더 무거운 원소를 만들어 우주에 뿜어냈다.)
"우리는 무거운 원소가 보이지 않는 은하를 찾고 있습니다."라고 옥스포드 대학의 천체 물리학자인 Andy Bunker가 말했습니다. “그것은 원시 수소와 헬륨으로 형성된 XNUMX세대 별을 위한 연기가 나는 총일 수 있습니다. 이론적으로 그들은 존재해야 합니다. 그들이 충분히 밝은지 여부에 달려 있습니다.”
은하 구조
은하의 구조와 은하 내에서 별이 어떻게 형성되는지 이해하고자 하는 과학자들을 위해 JWST는 이미 영향력 있는 데이터를 제공했습니다.
가 주도하는 하나의 관찰 프로그램 제니스 리 애리조나에 있는 국립과학재단(National Science Foundation)의 NOIRLab에서는 은하에서 별이 생성되는 젊은 장소를 찾고 있습니다. Lee의 팀을 대신하여 JWST는 24만 광년 떨어진 NGC 7496이라는 은하를 관찰했습니다. 허블의 장비는 이 지역을 둘러싸고 있는 두꺼운 먼지와 가스를 통과할 수 없었습니다. 그러나 JWST는 먼지에서 반사되는 적외선을 볼 수 있으므로 망원경이 별이 켜지고 핵에서 핵융합이 발화되는 순간에 가깝게 탐사할 수 있습니다. 이씨는 “먼지가 실제로 빛나고 있다.
그녀는 가장 놀라운 점은 NGC 7496이 "후계자 은하가 아닌" 정상적인 은하라는 점이라고 말했습니다. 그러나 JWST의 감시 아래, 그것은 갑자기 생명을 불어넣고 별이 형성되는 채널을 드러냅니다. "그것은 단지 경이롭습니다."라고 그녀는 말했습니다.
한편 애리조나에 있는 어두운 하늘 보존 회사인 Dark Sky Consulting의 천문학자인 John Barentine은 JWST의 첫 번째 이미지 중 하나에서 더 뜻밖의 발견을 했습니다. 지구에서 2,500광년 떨어져 있는 남반구 성운의 망원경 사진은 놀라운 선명도를 보여주었다. 옆으로, 이전에 성운 자체의 일부로 잘못 식별되었던 흥미로운 은하는 에지온(은하의 중앙 팽대부를 연구하기 위한 독특한 유리한 지점)을 찔러 보았습니다.
Barentine은 "우리는 우리가 찾고 있는지조차 몰랐던 것을 우연히 드러내는 매우 민감한 기계를 가지고 있습니다."라고 말했습니다. "Webb가 촬영하는 거의 모든 이미지에서 배경을 살펴볼 가치가 있습니다."
별과 행성에 대한 눈
우리 태양계의 행성을 포함하여 더 작은 목표도 JWST의 십자선에 있습니다. 목성이 나타났다 멋진 패션으로 첫 번째 이미지 배치의 일부로 단 75초 동안 지속되는 노출로 캡처했습니다.
천문학자들은 목성의 상부 대기가 하부 대기보다 수백도 더 뜨겁다는 것을 알고 있지만 그 이유는 확실하지 않습니다. 적외선을 감지함으로써 JWST는 가열된 상부 대기가 빛나는 것을 볼 수 있었습니다. 그것은 행성 주위에 빨간 고리로 나타납니다. 레스터 대학의 행성 과학자인 헨릭 멜린(Henrik Melin)은 “우리는 이 층이 구름 데크보다 수백 킬로미터 위에 있으며 뜨겁기 때문에 빛나고 있다”고 말했다. “우리는 전 세계적으로 이런 모습을 본 적이 없습니다. 그것은 보기 드문 일입니다.”
멜린의 프로그램 이 대기 가열의 원동력을 연구하기 위해 앞으로 몇 주 동안 JWST를 사용할 계획입니다.
JWST의 목성 이미지에 숨어 있는 것은 목성의 오로라와 상호 작용하는 화산 위성 Io가 행성 하늘의 낮은 오로라에 작은 융기를 만드는 것입니다. 이 이미지는 "자기장 라인을 따라 흐르는 Io에서 나오는 물질"을 보여 준다고 Melin은 말했습니다. 효과는 이미 본 적이 있다, 하지만 JWST는 행성을 간신히 쳐다보면서 쉽게 골랐습니다.
JWST는 다른 항성계의 행성도 탐사하고 있습니다. 이미 망원경은 1개의 지구 크기의 행성(일부는 잠재적으로 거주 가능)을 가진 적색 왜성인 유명한 TRAPPIST-96 시스템을 엿보았지만 데이터는 아직 분석 중입니다. WASP-3.4 b라고 불리는 "뜨거운 목성"이라는 덜 친절한 행성이 별 주위를 XNUMX일의 좁은 궤도에서 공전하는 초기 관측이 발표되었습니다.
JWST, 행성 대기에서 수증기 발견, 물의 증거 확인 일 전에 보고됨 by 키마 맥그루더 지상 망원경을 사용한 Harvard-Smithsonian Center와 동료들의 연구. 그러나 JWST는 더 나아갈 수 있습니다. WASP-96 b의 탄소 대 산소 비율을 관찰함으로써 뜨거운 목성에 대한 혼란스러운 미스터리를 풀 수 있을지도 모릅니다. 목성은 항성 주위를 어떻게 그렇게 가깝게 공전하는지에 대한 것입니다. 더 많은 산소는 가스 거인이 처음에 물이 응결할 수 있는 별에서 멀리 떨어져 형성되었음을 암시하는 반면, 더 높은 탄소 비율은 그것이 항상 가까이에 있었다는 것을 암시합니다.
한편 JWST는 하늘에서 일시적인 빛(과도 현상으로 알려진 단기 이벤트)을 발견했을 수 있습니다. 메릴랜드 주 볼티모어에 있는 우주 망원경 과학 연구소(JWST 운영 센터)의 천문학자 Mike Engesser와 동료들은 같은 지역의 허블 이미지에서 분명하지 않은 밝은 물체를 발견했습니다. 그들은 그것이 약 3억 광년 떨어진 초신성 또는 폭발하는 별이라고 생각합니다. 이는 망원경이 이러한 사건을 찾을 수 있다는 증거입니다.
JWST는 훨씬 더 먼 초신성도 찾을 수 있어야 하며, 이는 초기 우주의 탐사선 역할을 하는 또 다른 방법을 제공할 것입니다. 또한 이전의 망원경에서는 볼 수 없었던 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀에 의해 별들이 흩어지는 것을 발견할 수도 있습니다. "처음으로 우리는 이 매우 깊고 어두운 영역을 들여다볼 수 있게 될 것입니다."라고 말했습니다. 오리 폭스, 과도 현상을 연구하는 팀을 이끄는 우주 망원경 과학 연구소의 천문학자.
다른 천문 현상과 마찬가지로 과도 현상은 재정의되도록 설정됩니다. 수십 년간의 계획과 건설 끝에 JWST는 하늘을 날았습니다. 이제 문제는 인간의 두뇌에 의해 만들어졌다는 믿음을 거의 무시할 정도로 복잡하면서도 흠이 없는 기계에서 끊임없이 쏟아지는 과학의 공세와 보조를 맞추는 것입니다. Larson은 "작동하고 있으며 미친 것입니다."라고 말했습니다.
