На протяжении десятилетий телескопы помогали нам улавливать свет от галактик, образовавшихся спустя 400 миллионов лет после Большого взрыва — невероятно рано в контексте 13,8-миллиардной истории Вселенной. Но какие галактики существовали еще раньше, когда Вселенная была полупрозрачной в начале периода, известного как Эра Реионизации? Следующая флагманская обсерватория НАСА, космический телескоп имени Джеймса Уэбба, готова обогатить наше богатство знаний не только за счет получения изображений галактик, существовавших уже в первые несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, но и за счет предоставления нам подробные данные, известные как спектры. Благодаря наблюдениям Уэбба исследователи смогут впервые рассказать нам о составе и составе отдельных галактик в ранней Вселенной.
Общественное исследование глубокого внегалактического исследования (NGDEEP) следующего поколения, проводимое совместно со Стивеном Л. Финкельштейном, доцентом Техасского университета в Остине, будет нацелено на те же два региона, которые составляют сверхглубокое поле Хаббла, — места в созвездия Форнакс, где Хаббл провел более 11 дней, делая глубокие снимки. Чтобы производить свои наблюдения, космический телескоп Хаббл одновременно нацеливался на близлежащие участки неба с помощью двух инструментов, слегка смещенных друг от друга, известных как первичное и параллельное поле. «У нас с Уэббом такое же преимущество, — объяснил Финкельштейн. «Мы используем два научных инструмента одновременно, и они будут вести непрерывное наблюдение». Они направят камеру ближнего инфракрасного диапазона и безщелевой спектрограф Уэбба (NIRISS) на основное сверхглубокое поле Хаббла, а камеру ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRCam) — на параллельное поле, получив вдвое большую отдачу за «доллар» времени работы телескопа.
Для получения изображений с помощью NIRCam они будут наблюдать более 125 часов. С каждой минутой они будут получать все больше и больше информации все глубже и глубже во Вселенной. Что они ищут? Некоторые из самых ранних образовавшихся галактик. «У нас есть действительно хорошие данные от Хаббла о том, что галактики существуют через 400 миллионов лет после Большого взрыва», — сказал Финкельштейн. «Те, что мы видим с помощью Хаббла, довольно большие и очень яркие. Весьма вероятно, что существуют более мелкие и тусклые галактики, которые сформировались еще раньше и ждут своего открытия».
Эта программа будет использовать только около одной трети времени, которое Хаббл потратил на подобные исследования. Почему? Отчасти это связано с тем, что инструменты Уэбба были предназначены для улавливания инфракрасного света. По мере того, как свет движется к нам через пространство, он растягивается до более длинных и красных длин волн из-за расширения Вселенной. «Уэбб поможет нам раздвинуть все границы», — сказала Дженнифер Лотц, соавтор предложения и директор обсерватории Близнецов, входящей в состав NOIRLab (Национальной оптико-инфракрасной исследовательской лаборатории) Национального научного фонда. «И мы собираемся немедленно опубликовать данные, чтобы принести пользу всем исследователям».
Эти исследователи также сосредоточатся на определении содержания металлов в каждой галактике, особенно в более мелких и тусклых галактиках, которые еще не были тщательно изучены, в частности, с помощью спектров, которые дает прибор Webb NIRISS. «Один из фундаментальных способов, которыми мы прослеживаем эволюцию в космическом времени, — это количество металлов в галактике», — объяснила Даниэль Берг, доцент Техасского университета в Остине и соавтор проекта. Когда Вселенная зародилась, в ней были только водород и гелий. Новые элементы были образованы последовательными поколениями звезд. Каталогизируя содержимое каждой галактики, исследователи смогут точно определить, когда существовали различные элементы, и обновить модели, которые показывают, как развивались галактики в ранней Вселенной.
На практике обнаружены возможности для извлечения света из галактики, образованной спустя 400 миллионов лет после великой вспышки — невероятной вероятности в 13,8-миллиардной истории Вселенной. Всенародная полупрозрачная в начале периода, известная как Эра Реионизации? Следующая флагманская обсерватория НАСА, космический масштаб имени Джеймса Уэбба, готова обогатить наше богатство знаний не за счет получения изображений галактик, существовавших только в первые несколько сотен миллионов лет после большого взрыва, но и за счет распределения по массивам данных, огромных спектров. Ввиду наблюдения за исчезнувшим явлением, обнаруженным исчезнувшим явлением в раннем космосе.
Общественное исследование глубокого внегалактического исследования (NGDEEP) будущего поколения, проводимое совместно со Стивеном Л. Финкельштейном, доцентом Техасского университета в Остине, будет связано с теми же двумя регионами, которые представляют собой исключительно сверхглубокое распространение Хаббла, — в созвездии Форнакс, где Хаббл провел более 11 дней, охвата снимков. Чтобы происходили свои наблюдения, космический обзор Хаббл одновременно нацеливался на близлежащие участки неба с помощью двух инструментов, слегка смещенных друг от друга, исчезнувших как первичное и параллельное поле. «У нас с Уэббом такое же преимущество, объяснил — Финкельштейн. «Мы используем два инструмента одновременно, и они ведут научное наблюдение». Они направят камеру ближнего инфракрасного спектра и безщелевой спектрограф Уэбба (NIRISS) на основное сверхглубокое поле Хаббла, камеру ближнего инфракрасного спектра Уэбба (NIRCam) — на параллельное поле, получив два больших отдачи за «доллар» времени работы датчика.
Для получения изображений с помощью NIRCam они будут наблюдать более 125 часов. С каждой минутой они будут получать все больше и больше информации все глубже и глубже во Вселенной. Что они ищут? Некоторые из наиболее развитых больных. «У нас действительно есть хорошие данные от Хаббла о том, что радиоактивные соединения через 400 миллионов лет после мощного взрыва», — сказал Финкельштейн. «Те, что мы видим с помощью Хаббла, довольно большие и очень яркие. Вероятность возникновения более мелких и тусклых патологий, которые возникают раньше и ждут своих открытий».
Эта программа будет использоваться только около одной трети времени, которая Хаббл подходит к конкретным исследованиям. Почему? Отчасти это связано с тем, что инструменты Уэбба были обнаружены для улавливания инфракрасного излучения. По мере того, как свет движется к пространству, он растягивается до более длинных и красных длинных волн из-за расширения Вселенной. «Уэбб нам поможет раздвинуть все границы», — сказала Дженнифер Лотц, соавтор предложения и директор обсерватории Близнецов, входящей в состав NOIRLab (Национальной оптико-инфракрасной исследовательской лаборатории Национального научного фонда). «Мы собираемся немедленно опубликовать данные, чтобы использовать их для всех исследователей».
Эти исследования также сосредоточены на содержании металлов в каждой области, особенно в более мелких и тусклых областях, которые еще не были тщательно изучены, в частности, со спектрами, дает прибор Webb NIRISS. «Один из фундаментальных наблюдений, наблюдаем мы прослеживаем эволюцию в космическом времени, — это количество металлов в галактике», — объяснила Даниэль Берг, доцент Техасского университета в Остине и соавтор проекта. Когда Вселенная зародилась, в ней были только водород и гелий. Новые элементы были образованы последующими поколениями звезд. Каталогизация скопления каждого скопления, человеческое сознание точно определяют, когда появляются различные элементы, и развивают модели, которые проявляются, как развиваются скопления в начале Вселенной.