Sel nädalal jätkas Webbi meeskond edusamme teleskoobi vastavusse viimisel NIRCami instrument. Andmete võtmise vahel optiliste komponentide mõistmiseks jätkame teadusinstrumentide kontrollimist. The NIRSpec instrument sisaldab mikrokatiku massiivi veerand miljonist miniatuursest teisaldatavast aknast, millest igaüks on 0.1 x 0.2 millimeetrit suur. Mikrokatiku massiiv võimaldab teadlastel sihtida konkreetseid galaktikaid uuritavates väljades, sulgedes samal ajal aknad taustal või muudel objektidel, mis võivad spektreid saastada. Oleme alustanud mikroluukide juhtimise ja käivitamise mehhanismi ja elektroonika testimist.
Viimastel nädalatel jagasime tehnikat varase universumi teoreetiliseks modelleerimiseks. Täna arutame vaatlusprogrammi, mis aitab meil vastata mõnele neist küsimustest. Kosmoseteleskoobi teadusinstituudi Webbi missioonibüroo juht Massimo Stiavelli räägib meile oma kavandatud esimeste tähtede ja galaktikate uurimisest:
"Varase universumi keemiline koostis, vahetult pärast suurt pauku, on universumi eksisteerimise esimestel minutitel toimunud tuumaprotsesside tulemus. Neid protsesse nimetatakse "ürgseks nukleosünteesiks". Üks selle mudeli ennustusi on, et varajase universumi keemiline koostis koosneb suures osas vesinikust ja heeliumist. Raskematest elementidest olid alles jäljed, mis tekkisid hiljem tähtedes. Need ennustused ühilduvad vaatlustega ja on tegelikult üks peamisi tõendeid, mis toetavad kuuma suure paugu mudelit.
"Selle ürgse koostisega materjalist tekkisid kõige varasemad tähed. Nende tähtede leidmine, mida tavaliselt nimetatakse "esimeste tähtede" või "populatsiooni III tähtedeks", on meie kosmoloogilise mudeli oluline kinnitus ja see on James Webbi kosmoseteleskoobi käeulatuses. Webb ei pruugi olla võimeline tuvastama üksikuid tähti universumi algusest, kuid suudab tuvastada mõningaid esimesi neid tähti sisaldavaid galaktikaid.
"Üks viis kinnitada, kas me leiame esimesi tähti, on väga kaugete galaktikate metallilisuse täpne mõõtmine. Astronoomiline termin metallilisus on vesinikust ja heeliumist raskema materjali hulga mõõtmine – nii et madala metallilisusega galaktika viitab sellele, et see koosnes nendest "esimestest tähtedest". Üks kõige kaugemaid seni avastatud galaktikaid, tuntud kui MACS1149-JD1, asub kinnitusel punanihe 9.1 ja kiirgas valgust, mida näeme, kui universum oli vaid 600 miljonit aastat vana. Sellest kaugest galaktikast pärit valgus on sellest ajast saati rännanud ja jõuab meieni alles nüüd.
"Esimesel Webbi teadusaastal on mul vaatlusprogramm selle galaktika uurimiseks ja selle metallilisuse määramiseks. Teen seda, proovides mõõta kahe spektroskoopilise joone tugevuse suhet, mida kiirgavad hapnikuioonid, mis kiirgasid algselt violetse-sinise ja sinakasrohelise nähtava valguse juures (puhkeraami lainepikkused 4,363 angströmi ja 5,007 angströmi). Tänu kosmoloogilisele punanihkele on need jooned nüüd tuvastatavad infrapuna lainepikkustel, mida Webb näeb. Sama iooni kahe joone suhte kasutamine võib anda selle galaktika gaasi temperatuuri suurepärase mõõtmise ja suhteliselt lihtsa teoreetilise modelleerimise kaudu annab selle metallilisuse tugeva mõõtmise.
"Väljakutse seisneb selles, et üks neist liinidest on tavaliselt väga nõrk. See joon kipub aga madalama metallilisuse korral tugevamaks muutuma. Nii et kui meil ei õnnestunud MACS1149-JD1 joont tuvastada ja metallilisust mõõta, tähendaks see tõenäoliselt, et see on juba raskemate elementidega rikastatud ja me peame vaatama kaugemale ja põhjalikumalt. Olenemata sellest, kas kasutan oma andmeid või tulevasi programme, eeldan täielikult, et Webb suudab oma tööea jooksul leida objekte, mille metallilisus on piisavalt madal, et hoida käes võtmeid esimese põlvkonna tähtede mõistmiseks.
Massimo Stiavelli, kosmoseteleskoobi teadusinstituudi Webbi missiooni büroo juht
Kirjutatud:
- Jonathan Gardner, Webbi projekti vanemteadlase asetäitja, NASAGoddardi kosmoselennukeskus
- Alexandra Lockwood, kosmoseteleskoobi teadusinstituudi Webbi teaduskommunikatsiooni projektiteadlane
