Kartiranje zgodnjih struktur vesolja in distribucije temne snovi s Cosmos-Webom

Raziskava Cosmos-Webb z instrumentom bližnje infrardeče kamere (NIRcam) Jamesa Webba bo preslikala približno 0,6 kvadratne stopinje neba na območje treh polnih lun, hkrati pa merila 0,2 kvadratne stopinje z instrumentom srednje infrardeče svetlobe. bo naredil. MIRI). Nazobčani robovi orisa polja Hubble so posledica različnih slik, ki sestavljajo polje raziskovanja. zasluge: Jehan Kartaltepe (RIT); Caitlin Casey (UT Austin); in Anton Kokemoer (STScI) Zasluge za grafično oblikovanje: Alyssa Pagan (STScI)

Ta ambiciozen program bo preučeval pol milijona galaksij na območju velikosti treh polnih lun.

Pokukal globoko v prostranstvo neba v velikosti treh polnih lun, NASA‘s Vesoljski teleskop James Webb bo sprožil ambiciozen program za preučevanje pol milijona galaksij. Raziskava, imenovana Cosmos-Web, je največji projekt, ki ga je Web izvedel v prvem letu. Z več kot 200 urami opazovanja bo gradil na prejšnjih odkritjih in napredoval na treh posebnih področjih študija. Ti vključujejo revolucijo v našem razumevanju obdobja reionizacije; iščejo zgodnje, popolnoma razvite galaksije; In spoznavanje, kako se je temna snov razvila z zvezdnim materialom galaksij. S hitrim javnim objavljanjem podatkov bo ta raziskava primarni Webbov zapuščinski niz za znanstvenike, ki preučujejo galaksije po vsem svetu. Galaksija.

vesoljsko polje

To morje galaksij je prvotno območje COSMOS, dopolnjeno z napredno kamero za raziskovanje vesoljskega teleskopa Hubble (ACS). Celoten mozaik je sestavljen iz 575 ločenih slik ACS, kjer je vsaka slika ACS ena desetina premera polne Lune. Nazobčani robovi orisa so posledica različnih slik, ki sestavljajo anketno polje. Zasluge: Anton Kokemoer (STScI) in Nick Scoville (Caltech)

Ko bo NASA -jev vesoljski teleskop James Webb leta 2022 začel znanstvene operacije, bo ena njegovih prvih nalog ambiciozen program za kartiranje najzgodnejših struktur v vesolju. Ta celovit in poglobljen geodetski splet pol milijona galaksij, imenovan Kosmos-web, je največji projekt doslej v prvem letu.

S časom opazovanja več kot 200 ur bo COSMOS-Webb pregledal velik del neba-0,6 kvadratnih stopinj-s skoraj infrardečo kamero (NIRCam). Velikost je treh polnih lun. Hkrati bo preslikal majhno območje s srednjim infrardečim instrumentom (MIRI).

vesoljna reionizacijska infografija

Pred več kot 13 milijardami let, v dobi ponovne ionizacije, je bilo vesolje zelo drugačen kraj. Plin med galaksijami je bil v veliki meri nepregleden za energijsko svetlobo, zato je bilo težko opazovati mlade galaksije. Kaj je povzročilo, da je vesolje postalo popolnoma ionizirano ali prozorno, zaradi “jasnih” pogojev, ki jih danes zaznamo v večini vesolja? Vesoljski teleskop James Webb se bo poglobil v vesolje in zbral več informacij o predmetih, ki so obstajali v dobi reionizacije, da bi nam pomagali razumeti ta pomemben prehod v zgodovini vesolja. Zasluge: NASA, ESA in J.J. Kang (STScI)

To je velik del neba, ki je edinstven za program COSMOS-Webb. Večina programov Webb se vrta zelo globoko, na primer raziskave s svinčniki, ki preučujejo majhne delce neba, «je pojasnila Caitlin Casey, docentka na Univerzi v Teksasu v Austinu in sovoditeljica programa Cosmos-Web. “Ker pokrivamo tako veliko območje, lahko na začetku nastajanja galaksij vidimo obsežne strukture. Poiskali bomo tudi nekaj redkih galaksij, ki so obstajale prej, pa tudi ogromne temne mase galaksij. Bo kartirano razdeliti zadevo že zelo zgodaj. “

READ  Curiosity Rover vidi čudno marsovsko rock formacijo

(Temna snov ne absorbira, ne odbija in ne oddaja svetlobe, zato je ni mogoče neposredno opazovati. Vemo, da temna snov obstaja zaradi vpliva, ki ga ima na predmete, ki jih lahko vidimo.)

Cosmos-Web bo preučeval pol milijona galaksij z večpasovnim slikanjem z visoko ločljivostjo, skoraj infrardečo svetlobo in 32.000 galaksij brez primere v srednjem infrardečem sevanju. S hitrim javnim objavljanjem podatkov bo ta raziskava primarni niz dediščin Webba za znanstvenike po vsem svetu, ki preučujejo galaksije onkraj Rimske ceste.

Izhajajoč iz Hubblovih dosežkov

Raziskava COSMOS se je začela leta 2002 kot Hubblov program za slikanje velikega dela neba, približno 10 polnih lun. Od takrat je sodelovanje obsežno vključilo večino največjih teleskopov na Zemlji in v vesolju. Zdaj je COSMOS večvalovna raziskava, ki pokriva celoten spekter od rentgenskih žarkov do radia.

Zaradi svoje lokacije na nebu je polje COSMOS dostopno opazovalnicam po vsem svetu. Nahaja se na nebesnem ekvatorju in ga je mogoče preučevati tako na severni kot na južni polobli, kar ima za posledico bogato in raznoliko zakladnico podatkov.

Jehan Kartaltepe z Inštituta za tehnologijo v Rochesterju je dejal: “Raziskava kozmosa je postala tisto, na kar se odpravljajo mnogi ekstragalaktični znanstveniki, da bi naredili svojo analizo, ker so podatkovni izdelki tako široko dostopni in ker pokriva tako široko območje neba.” Docent za fiziko in sovoditelj programa COSMOS-Web. “Cosmos-web je naslednji del tega, kjer s spletom razširimo svojo pokritost na bližnji in srednji infrardeči del spektra in s tem razširimo svoja obzorja, kako daleč lahko vidimo.” Huh. ”

Ambiciozni program COSMOS-Webb bo gradil na prejšnjih odkritjih za napredek na treh posebnih področjih študija, vključno z: revolucijo v našem razumevanju obdobja reionizacije; iščejo zgodnje, popolnoma razvite galaksije; In spoznavanje, kako se je temna snov razvila z zvezdnim materialom galaksij.

READ  ZDA bodo zaprle slavni ogromni vesoljski teleskop Arecibo v džungli Portorika | Znanost

Cilj 1: Revolucionirati naše razumevanje obdobja reionizacije

Kmalu po velikem poku je vesolje popolnoma zatemnilo. Zvezde in galaksije, ki vesolje kopajo s svetlobo, se še niso oblikovale. Namesto tega je vesolje sestavljalo osnovno juho iz nevtralnih atomov vodika in helija ter nevidne temne snovi. To se imenuje kozmična temna doba.

Po nekaj sto milijonih letih so nastale prve zvezde in galaksije, ki so dale energijo za preoblikovanje zgodnjega vesolja. Ta energija je raztrgala vodikove atome, ki so napolnili vesolje, jim dala električni naboj in končala vesoljsko temno dobo. To novo obdobje, ko je bilo vesolje napolnjeno s svetlobo, imenujemo obdobje rekombinacije.

Prvi cilji Cosmos-weba so bili osredotočeni na to dobo ponovne ionizacije, ki se je zgodila med 400.000 in 1 milijardo let po velikem poka. Ponovna ionizacija se je verjetno zgodila v majhnih žepih, ne naenkrat. Cosmos-web bo iskal mehurčke, ki kažejo, da so bili prvi žepi zgodnjega vesolja ponovno ionizirani. Ekipa si želi preslikati obseg teh reionizacijskih mehurčkov.

“Hubble je opravil odlično delo, ko je te peščice galaksij odkril zgodaj, vendar potrebujemo več tisoč galaksij, da bi razumeli proces rekombinacije,” je pojasnil Casey.

Znanstveniki prav tako ne vedo, kakšne galaksije so začele obdobje reionizacije, pa naj gre za zelo masivne ali relativno majhne sisteme. COSMOS-Web bo imel edinstveno sposobnost, da najde zelo velike in redke galaksije in vidi, kako so razporejene po velikih strukturah. Ali so torej galaksije odgovorne za ponovni zagon, podobne vesoljski metropoli, ali so večinoma enakomerno razporejene v vesolju? Samo raziskava velikosti COSMOS-Webb lahko znanstvenikom pomaga odgovoriti.

Cilj 2: Poiščite zgodnje, popolnoma razvite galaksije

Cosmos-Webb bo odkril zelo zgodnje, popolnoma razvite galaksije, ki so začele rojstvo zvezd v prvih 2 milijardah let po Velikem poka. Hubble je odkril nekatere od teh galaksij in izzval obstoječe modele nastanka vesolja. Znanstveniki se trudijo razložiti, kako lahko te galaksije vsebujejo stare zvezde in nove zvezde se ne oblikujejo tako zgodaj v zgodovini vesolja.

READ  SpaceX je v petek na letalo Transporter-1 izstrelil na desetine satelitov in si ga lahko ogledate v živo

Z veliko raziskavo, kot je COSMOS-Webb, bo ekipa našla veliko teh redkih galaksij. Načrtujejo podrobno študijo teh galaksij, da bi razumeli, kako so se lahko tako hitro razvile in tako hitro ustavile nastanek zvezd.

Cilj 3: Naučiti se, kako se je temna snov razvila z zvezdnim materialom galaksij

Cosmos-Web bo znanstvenikom omogočil vpogled v to, kako se je temna snov v galaksijah razvijala skupaj z zvezdnim materialom galaksij v času življenja vesolja.

Galaksije so sestavljene iz dveh vrst snovi: normalne, svetleče snovi, ki jo vidimo v zvezdah in drugih predmetih, in nevidne temne snovi, ki je pogosto bolj masivna od Rimske ceste in jo lahko zapre v razširjen halo. Ti dve vrsti snovi sta med tvorbo in evolucijo galaksij prepleteni. Vendar pa trenutno ni znano veliko o tem, kako se masa temne snovi nabira v halo galaksij in kako ta temna snov vpliva na nastanek galaksij.

COSMOS-Web bo osvetlil ta proces in znanstvenikom omogočil neposredno merjenje teh halojev temne snovi s “šibkim lečanjem”. Gravitacija iz katere koli vrste mase – bodisi temne ali svetleče – lahko služi kot leča, ki “upogne” svetlobo, ki jo vidimo iz oddaljenejših galaksij. Šibko leče izkrivljajo navidezno obliko galaksij v ozadju, zato lahko znanstveniki, ko je halo postavljen pred drugimi galaksijami, neposredno izmerijo maso temne snovi haloa.

“Prvič bomo lahko izmerili razmerje med maso temne snovi in ​​svetlečo maso galaksij za prvi 2 milijardi let kozmičnega časa,” je povedal član skupine Anton Cokemore, raziskovalni astronom na Znanstvenem inštitutu za vesoljski teleskop v Baltimoru, ki je pomagal oblikovati strategijo opazovanja programa in je zadolžen za izdelavo vseh slik iz programa. “Za nas je pomembno obdobje, da poskušamo razumeti, kako je bila masa galaksij najprej sestavljena in kako jo poganja halo temne snovi. In potem lahko posredno prispeva k našemu razumevanju nastanka galaksij. Bi lahko.”

Hitro delite podatke s skupnostjo

COSMOS-Webb je po definiciji zakladniški program, zasnovan za ustvarjanje nizov podatkov s trajno znanstveno vrednostjo. Zakladniški programi poskušajo rešiti več znanstvenih problemov z enim, skladnim nizom podatkov. Podatki, zajeti v okviru programa zakladnice, običajno nimajo posebnega obdobja dostopa, kar omogoča takojšnjo analizo drugih raziskovalcev.

“Kot program zakladnice ste zavezani, da boste svoje podatke in svoje podatkovne izdelke hitro objavili v skupnosti,” je pojasnil Kartaltepe. “Ta vir skupnosti bomo izdelali in dali na voljo javnosti, tako da ga bo preostala skupnost lahko uporabila pri svojih znanstvenih analizah.”

Cokemoer je dejal: “Zakladniški program se zavzema za to, da bodo vsi ti znanstveni izdelki javno dostopni, tako da bo imel vsak v skupnosti, tudi tisti v zelo majhnih ustanovah, enak dostop do, recimo, podatkovnih izdelkov.” In nato naredil znanost. “

COSMOS-Web je program splošnega nadzornika 1. cikla. Urniki navadnih opazovalcev so bili konkurenčno izbrani z dvojno anonimnim sistemom pregleda, istim sistemom, ki je bil dodeljen Hubblovemu času.

Vesoljski teleskop James Webb bo ob izstrelitvi leta 2021 vodilni svetovni observatorij vesoljske znanosti. Webb bo rešil skrivnosti našega sončnega sistema, pogledal v oddaljene svetove okoli drugih zvezd in raziskal skrivnostne strukture in izvor našega vesolja in našega prostora. V tem. Webb je mednarodni program, ki ga vodi NASA s partnerji, Evropsko vesoljsko agencijo (ESA) in Kanadsko vesoljsko agencijo.

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x