Một phương pháp để nghiên cứu nguồn gốc Thiên hà của chúng ta là nghiên cứu các khối cấu tạo sớm nhất của Dải Ngân hà bằng cách tìm kiếm và phân tích các thiên hà hình thành trong Vũ trụ sơ khai. JWST của NASA là cỗ máy lý tưởng để đẩy các chân trời vũ trụ của chúng ta lên kỷ nguyên của các thiên hà đầu tiên.
Hai bức ảnh hoàn toàn mới do NASA chụp Kính viễn vọng Không gian James Webb tiết lộ những gì có thể là một số thiên hà lâu đời nhất từng thấy. Các vật thể trong cả hai bức ảnh có niên đại hơn 13 tỷ năm và một vật có trường nhìn lớn hơn đáng kể so với hình ảnh Trường sâu đầu tiên của Webb.
Các bức ảnh là một trong những bức ảnh đầu tiên đến từ sự hợp tác quan trọng giữa các nhà thiên văn học và các nhà nghiên cứu học thuật khác làm việc với NASA và các đối tác quốc tế để khám phá thông tin mới về Vũ trụ.
Đặc biệt, các nhà khoa học đã xác định được một vật thể thú vị được mệnh danh là thiên hà của Maisie để vinh danh con gái của người đứng đầu dự án Steven Finkelstein. Thiên hà đang được quan sát vì nó chỉ cách đây 290 triệu năm Big Bang.
Nó sẽ nằm trong số những thiên hà đầu tiên từng được phát hiện nếu khám phá được xác nhận. Sự tồn tại của nó cho thấy các thiên hà bắt đầu hình thành sớm hơn đáng kể so với nhiều nhà khoa học đã tin trước đây.
Hình ảnh có thể nhìn thấy một loạt các thiên hà phức tạp hình thành theo thời gian, một số trong số đó là - chong chóng trưởng thành thanh lịch, những đứa trẻ đang chập chững biết đi, và những thiên hà khác lại là những vòng xoáy nhỏ bé của những người hàng xóm làm si-đa. Những hình ảnh, được chụp trong 24 giờ, được chụp từ một phần trên bầu trời gần tay cầm của chòm sao Bắc Đẩu, chính thức được gọi là Ursa Major.
Steven Finkelstein, phó giáo sư thiên văn học tại Đại học Texas ở Austin, nói, “Thật ngạc nhiên khi thấy một điểm ánh sáng từ Hubble biến thành một thiên hà hoàn chỉnh, có hình dạng đẹp mắt trong những hình ảnh James Webb mới này và các thiên hà khác chỉ xuất hiện từ hư không.”
Sự hợp tác của CEERS bao gồm 18 đồng điều tra viên từ 12 Tổ chức và hơn 100 cộng tác viên từ Hoa Kỳ và chín quốc gia khác. Các nhà khoa học CEERS đang nghiên cứu cách một số thiên hà sớm nhất được hình thành khi Vũ trụ chỉ còn dưới 5% so với tuổi hiện tại, trong thời kỳ được gọi là quá trình tái ion hóa.
Hình ảnh lớn là một bức tranh ghép gồm 690 khung hình riêng lẻ, mất khoảng 24 giờ để thu thập bằng cách sử dụng NIRCam của Webb. Hình ảnh mới này bao phủ một vùng trên bầu trời lớn gấp tám lần hình ảnh Trường sâu đầu tiên của Webb, mặc dù nó không sâu bằng.
Sử dụng siêu máy tính để xử lý hình ảnh ban đầu: Stampede2 được sử dụng để loại bỏ tiếng ồn xung quanh và các hiện vật, và Frontera, siêu máy tính mạnh nhất thế giới tại một trường đại học Hoa Kỳ, được sử dụng để ghép các hình ảnh lại với nhau để tạo thành một bức tranh ghép duy nhất.
Finkelstein nói, “Sức mạnh tính toán hiệu suất cao giúp có thể kết hợp vô số hình ảnh và giữ các khung hình trong bộ nhớ cùng một lúc để xử lý, tạo ra một hình ảnh đẹp.”
Hình ảnh còn lại (độ phân giải trung bình) được chụp bằng Dụng cụ hồng ngoại trung bình (MIRI). So với NIRcam, MIRI có trường nhìn nhỏ hơn nhưng hoạt động ở độ phân giải không gian cao hơn nhiều so với các kính viễn vọng hồng ngoại tầm trung trước đây. MIRI phát hiện bước sóng dài hơn NIRCam, cho phép các nhà thiên văn học nhìn thấy bụi vũ trụ phát sáng từ các thiên hà hình thành sao và lỗ đen ở khoảng cách rất lớn và nhìn thấy ánh sáng từ các ngôi sao cũ hơn ở khoảng cách rất lớn.
Tạp chí tham khảo:
- Steven L. Finkelstein, Micaela B. Bagley và cộng sự. Góc nhìn rộng về những gợi ý về vũ trụ sơ khai tại thiên hà trong số những thiên hà được phát hiện sớm nhất. Vật lý thiên văn của các thiên hà Ngày 25 tháng 2022 năm XNUMX. arXiv:2207.12474v1/ DOI: 10.48550 / arXiv.2207.12474
