RIT天體物理學(xué)家合作開(kāi)展JWST調(diào)查獲得早期宇宙的廣闊視野

這張圖片是詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡上的近紅外相機(jī)(NIRCam) 拍攝的較大馬賽克的一部分。它來(lái)自北斗七星手柄附近的一片天空。這是宇宙進(jìn)化早期發(fā)布科學(xué)調(diào)查 (CEERS) 合作獲得的首批圖像之一。RIT 副教授 Jeyhan Kartaltepe 是該調(diào)查的 18 位聯(lián)合調(diào)查員之一。

來(lái)自宇航局詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的新圖像顯示了可能是有史以來(lái)最早觀察到的星系之一。這些圖像包括超過(guò) 130 億年前的物體，其中一個(gè)提供的視野比韋伯在 7 月 12 日發(fā)布的第一張深場(chǎng)圖像要寬得多。這些圖像代表了天文學(xué)家主要合作中的一些初步成果和其他學(xué)術(shù)研究人員與 NASA 和全球合作伙伴合作，以發(fā)現(xiàn)有關(guān)宇宙的新見(jiàn)解。

這些圖像是由德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的一位科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的宇宙進(jìn)化早期發(fā)布科學(xué)調(diào)查(CEERS) 拍攝的。Jeyhan Kartaltepe是羅徹斯特理工學(xué)院物理與天文學(xué)學(xué)院的副教授，他是來(lái)自 12 個(gè)機(jī)構(gòu)的 18 位聯(lián)合研究員之一，他還有來(lái)自和其他 9 個(gè)國(guó)家的 100 多名合作者。CEERS 研究人員正在研究一些最早的星系是如何在宇宙不到其當(dāng)前年齡的 5% 時(shí)形成的，在被稱(chēng)為再電離的時(shí)期，以及星系從那時(shí)到今天是如何演化的。

詹姆斯韋伯太空望遠(yuǎn)鏡上的中紅外儀器 (MIRI) 從北斗七星手柄附近的一片天空中拍攝的圖像。這是宇宙進(jìn)化早期發(fā)布科學(xué)調(diào)查 (CEERS) 合作獲得的首批圖像之一。

該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)確定了一個(gè)他們估計(jì)正在被觀測(cè)到的特別令人興奮的物體，因?yàn)樗嚯x大爆炸僅 2.9 億年。天文學(xué)家將此稱(chēng)為 z~14 的紅移。

該發(fā)現(xiàn)已在預(yù)印本服務(wù)器 arXiv 上發(fā)表，正在等待在同行評(píng)審期刊上發(fā)表。如果這一發(fā)現(xiàn)得到證實(shí)，它將成為有史以來(lái)觀測(cè)到的最早的星系之一，它的存在將表明星系的形成時(shí)間比許多天文學(xué)家以前認(rèn)為的要早得多。

前所未有的清晰圖像揭示了一系列復(fù)雜的星系隨著時(shí)間的推移而演變——一些優(yōu)雅成熟的風(fēng)車(chē)，一些胖乎乎的蹣跚學(xué)步的孩子，還有一些薄薄的漩渦狀的做事鄰居。這些圖像需要大約 24 小時(shí)才能收集，它們來(lái)自北斗七星手柄附近的一片天空，北斗七星是一個(gè)正式命名為大熊座的星座。哈勃太空望遠(yuǎn)鏡之前曾觀測(cè)到同樣的天空區(qū)域，如在加長(zhǎng)格羅斯地帶所見(jiàn)。

“這些圖像令人興奮，因?yàn)檫@些真正高紅移星系候選者的絕對(duì)數(shù)量比我們預(yù)期的要大，”Kartaltepe 說(shuō)。“我們知道我們會(huì)找到一些，但我認(rèn)為沒(méi)有人認(rèn)為我們會(huì)找到這么多。這要么意味著宇宙的運(yùn)作方式與我們想象的略有不同，要么存在許多其他污染源，而這些候選者將變成其他東西。現(xiàn)實(shí)可能是兩者兼而有之。”

Kartaltepe 在調(diào)查中擔(dān)任多個(gè)領(lǐng)導(dǎo)角色，專(zhuān)注于形態(tài)——測(cè)量星系的形狀和大小并研究它們的結(jié)構(gòu)如何演化——以及使用 NIRSpec 儀器建立和分析遙遠(yuǎn)星系的光譜觀測(cè)。她的三個(gè)天體物理科學(xué)與技術(shù)博士學(xué)位。學(xué)生——Isabella Cox、Caitlin Rose 和 Brittany Vanderhoof——參與了調(diào)查并處理了數(shù)據(jù)。

整個(gè) CEERS 計(jì)劃將涉及 60 多個(gè)小時(shí)的望遠(yuǎn)鏡時(shí)間。更多的成像數(shù)據(jù)將在 12 月收集，以及數(shù)百個(gè)遙遠(yuǎn)星系的光譜測(cè)量。

Kartaltepe 還是COSMOS-Web 的首席研究員，這是 JWST 第一年選擇的最大的一般觀察者計(jì)劃。在 218 個(gè)觀測(cè)小時(shí)的過(guò)程中，COSMOS-Web 將通過(guò)多波段、高分辨率近紅外成像和前所未有的 32,000 個(gè)中紅外星系對(duì) 50 萬(wàn)個(gè)星系進(jìn)行雄心勃勃的調(diào)查。JWST 預(yù)計(jì)將于 12 月開(kāi)始為 COSMOS-Web 收集第一批數(shù)據(jù)。