Etkin bir son gündü JWST'den İlk Bilim Sonuçları ABD, Baltimore'daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü'ndeki konferansta tartışma, kırmızıya kayma 6'nın üzerindeki bazı inanılmaz kuasar gözlemlerine dönüştü ve onların 12.7 milyar yıldan daha önce var olduklarını gösterdi.
Son derece aktif süper kütleli kara deliklere sahip galaksilerin kompakt çekirdekleri olarak, kuasarların ev sahibi galaksilerinden çok daha fazla parlayabildiklerini biliyoruz. yaptığı sunumda, John Silverman Tokyo Üniversitesi'nden JWST'lerden alınan verilerin nasıl CEERS (Kozmik Evrim Erken Yayın Bilimi) tarafından başlangıçta tanımlanan bir düzine yüksek kırmızıya kayma kuasarını takip ediyor. Subaru Teleskopu Mauna Kea'da.
Konferans boyunca gökbilimciler, yüksek kırmızıya kaymanın artık eskisi gibi olmadığı konusunda şaka yaptılar. JWST ortaya çıkmadan önce, Hubble Uzay Teleskobu için yüksek kırmızıya kayma, kuasarların ev sahibi gökadalarını yaklaşık 2 kırmızıya kaymaya veya kabaca 10 milyar yıl öncesine çözmek anlamına geliyordu. Şimdi, JWST kırmızıya kayma 6'da (neredeyse 12.7 milyar yıl önce) kuasarların etrafındaki ev sahibi gökadaların yapılarını çözüyor.
Evrende 2. ve 6. kırmızıya kaymalar arasında çok şey oldu ve gökbilimciler, bir galaksinin merkezindeki süper kütleli bir kara deliğin kütlesinin, ev sahibi galaksinin kütlesine (veya daha spesifik olarak yıldız kütlesine) göre oranının olup olmadığını görmek istiyorlar. galaksinin çıkıntısı) hala en yüksek kırmızıya kaymalarda tutunuyor. Cevap bize süper kütleli karadeliklerin ve galaksilerin hangi koşullar altında oluştuğunu ve bunların birbirlerinin büyümesini nasıl etkilediklerini anlatacak.
Süper kütleli bir kara delik ile etrafındaki bir galaksinin şişkinliği arasındaki kütle oranı 1:200'dür ve bu değerin, maddeyi biriktirdikçe yayılan radyasyonun karadelikten gelen geri beslemeye bağlı olduğuna inanılmaktadır. İlişki ilk olarak 1990'larda Hubble Uzay Teleskobu ile yapılan gözlemlerle ölçüldü ve Silverman bunu "temel" olarak nitelendirdi.
Yüksek kırmızıya kaymalı gökadaların da gerçekten bu ilişkiye bağlı kaldıkları ortaya çıktı. Silverman, gökbilimcilerin kırmızıya kayma 6'yı hedeflediklerini, çünkü bu kırmızıya kaymada galaksilerin simülasyonlarının en çok farklılık gösterme eğiliminde olduğunu söyledi. Gökbilimcilerin gerçekten ihtiyaç duyduğu şey, simülasyonlara girmek için bazı zor ve hızlı verilerdir ve JWST bunu yapmaktan mutluluk duyar.
Bu kırmızıya kaymada bir kuasar barındıran tipik galaksi, kuasardan sadece %8 daha parlaktır. Bununla birlikte, bir kuasarın parlamasını görüntüden çıkarmak aslında mümkündür - kuasarın kendisi nokta benzeri göründüğü için, bir nokta yayma işleviyle giderilebilen kırınım sivri uçları olarak kendini gösterir.
JWST, Büyük Patlama'dan sadece bir milyar yıl sonra şaşırtıcı derecede iyi tanımlanmış sarmal kollar ve merkezi çubuklarla galaksilerin oldukça kompakt ve disk şeklinde olduğunu tespit etti. konuşmasında, Madeline MarshallKanada, Victoria'daki NRC Herzberg'den JWST'lerin ilk yüksek kırmızıya kaymalı kuasar sonuçlarını tartıştı. Yakın Kızılötesi Spektrometre (NIRSpec), kara deliklerinin milyarlarca güneş kütlesi ağırlığında olduğunu ve ev sahibi galaksilerinin kütlesinin yüz milyarlarca bölgede olduğunu bulması, bu nedenle daha düşük kırmızıya kaymada gözlemlenen kütle oranını koruyor gibi görünüyor.
Evrende bu kadar erken dönemde kara deliklerin tam olarak nasıl bu kadar büyük hale geldiği hala tartışılıyor, ancak umarım JWST bazı cevaplar vermeye başlar. Teleskopun gücünün bir göstergesi olarak, JWST'nin çözünürlüğü o kadar iyi ki bazı kuasar görüntüleri ana galaksiyle birleşen veya onunla etkileşime giren yoldaş galaksileri, sportif gelgit kuyruklarını ve 30-50 güneş kütlesi oranında yıldız oluşumu patlamalarını gösteriyor. yıl başına.
Ötegezegenler ve protogezegen diskleri
Günün erken saatlerinde, ötegezegenler ve protogezegen diskleri mercek altına alındı. Olivier Berné Toulouse'daki Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie'nin araştırma ekibi, büyük yıldız kümelerinin ultraviyole radyasyon açısından zengin ortamlarında gezegenlerin nasıl oluşabileceğine dair bir çözüm ortaya koydu.
Bu yıldız kümeleri, ilke olarak komşu düşük kütleli yıldızların etrafındaki protogezegen disklerini aşındırması gereken çok fazla morötesi radyasyon yayan sıcak, genç, büyük kütleli yıldızların adil payını üretir. Berné, JWST gökbilimcilerinin meslektaşlarıyla nasıl çalıştığını bildirdi. Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi, bu savunmasız disklerin kimyasını gözlemlediler ve onları çevreleyen sıcak bir moleküler gaz zarfı keşfettiler.
Zarflar, JWST'ye göre öne çıkan güçlü bir kızılötesi spektral imzaya sahip polisiklik aromatik hidrokarbonlar açısından zengindir. Aynı zamanda yüksek bir ultraviyole opaklığına sahiptirler, bu nedenle bir diskin dışından gelen pek çok zararlı ultraviyoleyi engelleyerek gezegen oluşumunun ilk aşamalarını koruyabilirler.
Gezegen oluşturan bir diskin içinde
Gezegen oluşumunun oldukça ilerlediği bir protogezegen diski PDS 70'dir. 2018 ve 2021'de ALMA kullanan astronomlar PDS 70'in diskinde iki genç gezegen tarafından oyulmuş gibi görünen halkaları görüntüleyebildiklerinde haber oldu.
Giulia Perotti Heidelberg'deki Max Planck Astronomi Enstitüsü'nden bir araştırmacı, JWST'nin artık PDS 70'in protogezegen diskinin iç bölgesindeki kimyayı nasıl ölçebildiğini ortaya çıkardı. Muhtemelen genç yıldızın patlamalarıyla termal olarak işlenmiş küçük toz tanecikleriyle zenginleştirilmiş gibi görünüyor. Bu arada iç disk, muhtemelen görünmeyen başka bir gezegenin etkisinden dolayı bükülmüştür. Diskte kimyasal olarak su ve oksijen de tespit edildi. PDS 70, bir gaz ve toz diski içinde oluşan gezegenlerin en iyi incelenmiş örneği olmaya devam ediyor.
WASP atmosferleri
Bu arada, kevin stevenson Johns Hopkins Uygulamalı Fizik Laboratuvarı, JWST'nin daha eski dış gezegenlerin atmosferlerine ilişkin gözlemleri hakkında delegeleri güncelledi. İlk olarak, uzay teleskobunun 39 ışıkyılı uzaklıkta “sıcak bir Jüpiter” olan WASP-700b gözlemlerini anlattı.
Bu gözlemler, WASP-39b yıldızından geçerken, yıldızın ışığının bir kısmı geçerken gezegenin atmosferindeki atomlar ve moleküller tarafından emilerek yapıldı. Bu "iletim spektroskopisini" kullanan JWST, WASP-39b'nin atmosferindeki karbon monoksit, potasyum, sodyum ve su ile fotokimyanın bir ürünü olan kükürt dioksiti tespit etti.
Yıldızdan gelen radyasyonun molekülleri değiştirdiği fotokimyasal süreçler ilk kez herhangi bir ötegezegende tespit edildi. 3.3 mikronda güçlü bir metan çizgisinin olmaması da fotokimyanın metanı diğer moleküler türlere dönüştürdüğünün kanıtıdır.
Stevenson daha sonra başka bir sıcak Jüpiter'in - 43 ışıkyılı uzaklıkta bulunan WASP-284b gezegeninin - sonuçlarını incelemeye devam etti. JWST'nin selefi Spitzer Uzay Teleskobu, WASP-43b'yi gözlemlediğinde, gezegenin gece tarafında herhangi bir termal emisyon tespit edemedi, bu da Spitzer'in tespit edebileceği sınırların ötesinde soğuk olması gerektiği anlamına geliyor.
Stevenson, JWST'nin artık bu zayıf termal emisyonu tespit ettiğini açıkladı ve - ayrıntı veremese de - bu ölçümü yapmanın ve gece tarafının sıcaklığını ölçmenin bilim adamlarının gelgit kilitli- gezegenin atmosferi.
Heyecan verici TRAPPIST-1
Ayrıca 1 ışıkyılı uzaklıkta bir kırmızı cüce yıldızın etrafında dönen yedi gezegenden oluşan TRAPPIST-40 gezegen sisteminden de yeni bulgular duyduk. Montreal Üniversitesi'nden Björn Benneke, JWST'nin TRAPPIST-1'in bazı dünyalarının atmosferlerinin keşfini gerçekleştirdiğini ortaya çıkardı.
JWST'nin atmosferlerinde pozitif olarak tespit ettiği şey hakkında henüz bir şey söyleyemese de, yedinci gezegen TRAPPIST-1g'nin muhtemelen hidrojen açısından zengin kalın bir atmosfere sahip olmadığını ortaya çıkardı. Bu, görünüşe göre onun sözde olduğunu ekarte ederdi. 'Hycean' dünyası, kalın bir hidrojen tabakasıyla sıcak tutulan bir okyanustan oluşur. 'g' gezegeni, TRAPPIST-1'in yaşanabilir bölgesinin en dış ucunda olduğundan, bu, kalın bir yalıtıcı atmosfer olmadan TRAPPIST-1g'nin bildiğimiz anlamda yaşam için çok soğuk olabileceği anlamına gelebilir.
Üç günlük konferans, JWST'nin astronomik araştırmaları nasıl dönüştürmeye başladığının ve şimdiye kadar astronomların tamamen ötesinde olan şeyleri tespit etmemize izin verdiğinin heyecan verici bir önizlemesiydi. Bazen konferans sunumları ayrıntılara sinir bozucu bir şekilde ışık tutuyordu - birçoğu gelecek yıl, özellikle de konferansta söyleyecek daha çok şeyleri olacağını söyledi. 241. toplantı Amerikan Astronomi Topluluğu'nun (AAS) 8–12 Ocak tarihlerinde Seattle'da.
Yine de, JWST'nin yalnızca altı aydır veri topladığını hatırlamamız gerekiyor. Hem teleskobun hem de topladığı bilgilerin karmaşıklığı göz önüne alındığında, astronomlar bulgularına özen göstereceklerinden emin oluyorlar. Bu ilk JWST bilim konferansından elde edilen ön sonuçlar herhangi bir göstergeyse, önümüzdeki birkaç yıl astrofizikçiler, kozmologlar ve gezegen bilimcileri için şimdiye kadarki en heyecan verici zamanlardan bazıları olabilir.
Sonrası Kuasarlar, ötegezegenler ve uzak dünyaların atmosferleri: JWST'nin ilk sonuçları hakkında daha fazlası İlk çıktı Fizik dünyası.
