Tento týden tým Webb pokračoval v dosahování pokroku v zarovnání dalekohledu k dalekohledu nástroj NIRCam. Mezi sběrem dat, abychom porozuměli optickým součástem, pokračujeme v kontrole vědeckých přístrojů. The přístroj NIRSpec obsahuje mikrospouštěcí pole čtvrt milionu miniaturních pohyblivých oken, každé o velikosti 0.1 x 0.2 mm. Pole microshutter umožňuje vědcům zaměřit se na konkrétní galaxie v polích, které studují, a zároveň zavřít okna na pozadí nebo jiné objekty, které by kontaminovaly spektra. Začali jsme testovat mechanismus a elektroniku, která ovládá a ovládá mikrozávěsy.
V posledních týdnech jsme sdíleli techniku pro teoretické modelování raného vesmíru. Dnes budeme diskutovat o pozorovacím programu, který nám pomůže odpovědět na některé z těchto otázek. Massimo Stiavelli, vedoucí Webb Mission Office ve Space Telescope Science Institute, nám říká o svých plánovaných výzkumech prvních hvězd a galaxií:
„Chemické složení raného vesmíru, těsně po velkém třesku, je produktem jaderných procesů, které probíhaly v prvních minutách existence vesmíru. Tyto procesy jsou známé jako „primordiální nukleosyntéza“. Jednou z předpovědí tohoto modelu je, že chemické složení raného vesmíru tvoří převážně vodík a helium. Byly zde pouze stopy těžších prvků, které se později vytvořily ve hvězdách. Tyto předpovědi jsou kompatibilní s pozorováními a jsou ve skutečnosti jedním z klíčových důkazů, které podporují model horkého velkého třesku.
„Nejstarší hvězdy vznikly z materiálu s tímto prvotním složením. Nalezení těchto hvězd, běžně označovaných jako „první hvězdy“ nebo „hvězdy Populace III“, je důležitým ověřením našeho kosmologického modelu a je v dosahu vesmírného dalekohledu Jamese Webba. Webb nemusí být schopen detekovat jednotlivé hvězdy od počátku vesmíru, ale dokáže detekovat některé z prvních galaxií obsahující tyto hvězdy.
„Jedním ze způsobů, jak potvrdit, zda nacházíme první hvězdy, je přesné měření metalicity velmi vzdálených galaxií. Astronomický termín, metalicita, je měřením množství materiálu těžšího než vodík a helium – takže galaxie s nízkou metalicitou by naznačovala, že se skládala z těchto „prvních hvězd“. Jedna z nejvzdálenějších dosud objevených galaxií, známá jako MACS1149-JD1, je potvrzena redshift 9.1 a vyzařovaly světlo, které vidíme, když byl vesmír starý pouhých 600 milionů let. Světlo z této vzdálené galaxie od té doby stále putuje a právě k nám doráží.
"V prvním roce Webb science mám pozorovací program, abych studoval tuto galaxii a určil její metalicitu." Udělám to tak, že se pokusím změřit poměr v síle dvou spektroskopických čar emitovaných ionty kyslíku, původně emitovaných ve fialově modrém a modrozeleném viditelném světle (vlnové délky klidového snímku 4,363 5,007 angstromů a XNUMX XNUMX angstromů). Díky kosmologickému rudému posuvu jsou nyní tyto čáry detekovatelné na infračervených vlnových délkách, které Webb vidí. Použití poměru dvou čar stejného iontu může poskytnout vynikající měření teploty plynu v této galaxii a prostřednictvím relativně jednoduchého teoretického modelování poskytne robustní měření její metalicity.
„Problémem je, že jedna z těchto linií je obvykle extrémně slabá. Tato linie má však tendenci zesílit při nižší metalicitě. Pokud se nám tedy nepodařilo detekovat čáru a změřit metalicitu pro MACS1149-JD1, pravděpodobně by to znamenalo, že již byla obohacena o těžší prvky a musíme hledat dále a tvrději. Ať už používám svá data nebo budoucí programy, plně očekávám, že během své provozní životnosti bude Webb schopen najít objekty s dostatečně nízkou metalicitou, aby udržel klíče k pochopení první generace hvězd.“
Massimo Stiavelli, ředitel Webb Mission Office, Space Telescope Science Institute
Napsal:
- Jonathan Gardner, zástupce vedoucího projektového vědce Webba, NASA's Goddard Space Flight Center
- Alexandra Lockwood, projektová vědkyně pro Webb science communications, Space Telescope Science Institute
