Diese Woche setzte das James Webb Telescope Control Team seine Arbeit an der Ausrichtung des Teleskops mit dem NIRCam-Instrument fort.
Zwischen der Gewinnung von Daten zum Verständnis optischer Komponenten testen die Wissenschaftler weiterhin wissenschaftliche Instrumente. Das NIRSpec-Instrument enthält eine Mikroverschlussanordnung aus einer Viertelmillion beweglicher Miniaturfenster, die jeweils 0,1 mal 0,2 Millimeter messen.
Die Reihe von Mikroverschlüssen ermöglicht es Wissenschaftlern, bestimmte Galaxien in den von ihnen untersuchten Feldern anzuvisieren und Fenster im Hintergrund oder andere Objekte zu schließen, die die Spektren verzerren können. Die Ingenieure begannen, den Mechanismus und die Elektronik zu testen, die die Mikroverschlüsse steuern und betätigen.
Massimo Stiavelli, Leiter der Webb-Mission am Space Telescope Science Institute, spricht über seine geplanten Erkundungen der ersten Sterne und Galaxien:
Die chemische Zusammensetzung des frühen Universums unmittelbar nach dem Urknall ist ein Produkt der nuklearen Prozesse, die in den ersten Minuten der Existenz des Universums stattfanden. Diese Prozesse sind als primordiale Nukleosynthese bekannt.
Eine der Vorhersagen dieses Modells ist, dass die chemische Zusammensetzung des frühen Universums hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium besteht. Es gab nur Spuren von schwereren Elementen, die später in Sternen entstanden sind. Diese Vorhersagen stimmen mit Beobachtungen überein und sind tatsächlich einer der wichtigsten Beweise, die das Modell des heißen Urknalls stützen.
Die frühesten Sterne bildeten sich aus Material mit dieser ursprünglichen Zusammensetzung. Das Auffinden dieser Sterne, die allgemein als die ersten Sterne bezeichnet werden, ist ein wichtiger Test unseres kosmologischen Modells und liegt innerhalb der Reichweite des James-Webb-Weltraumteleskops.
Webb war vielleicht seit Beginn des Universums nicht in der Lage, einzelne Sterne zu entdecken, aber er könnte einige der ersten Galaxien entdecken, die diese Sterne enthielten.
Eine Möglichkeit zu bestätigen, ob wir die ersten Sterne finden, besteht darin, die Metallizität sehr weit entfernter Galaxien genau zu messen. Der astronomische Begriff Metallizität ist ein Maß für die Menge an Materie, die schwerer als Wasserstoff und Helium ist, sodass eine Galaxie mit geringer Metallizität darauf hinweist, dass sie aus diesen ersten Sternen besteht.
Es wurde bestätigt, dass MACS1149-JD1 eine Rotverschiebung von 9,1 aufweist und das Licht emittiert, das wir sehen, als das Universum nur 600 Millionen Jahre alt war. Seitdem ist Licht aus dieser fernen Galaxie unterwegs und erreicht uns erst jetzt.
Ich habe ein Beobachtungsprogramm, um diese Galaxie zu untersuchen und ihre Metallizität zu bestimmen. Ich werde dies tun, indem ich versuche, das Verhältnis der Stärke zweier spektroskopischer Linien zu messen, die von Sauerstoffionen emittiert werden, die ursprünglich in violett-blauem und blau-grünem sichtbarem Licht emittiert wurden (Wellenlängen im Ruherahmen 4363 Angström und 5007 Angström).
Dank der kosmologischen Rotverschiebung sind diese Linien jetzt im Infrarotbereich nachweisbar, den Webb sehen kann. Die Verwendung des Verhältnisses zweier Linien desselben Ions kann eine genaue Messung der Temperatur des Gases in dieser Galaxie und durch relativ einfache theoretische Modellierung eine zuverlässige Messung seiner Metallizität liefern.
Das Problem ist, dass eine dieser Linien normalerweise sehr schwach ist. Diese Linie neigt jedoch dazu, bei niedrigeren Metallizitäten stärker zu werden.
Wenn wir also nicht in der Lage wären, die Linie zu entdecken und die Metallizität von MACS1149-JD1 zu messen, würde das wahrscheinlich bedeuten, dass es bereits mit schwereren Elementen angereichert ist, und wir müssen weiter und sorgfältiger suchen. Unabhängig davon, ob ich meine eigenen Daten oder zukünftige Programme verwende, gehe ich fest davon aus, dass Webb zu seinen Lebzeiten in der Lage sein wird, Objekte mit ausreichend geringer Metallizität zu finden, um Hinweise auf die erste Generation von Sternen zu enthalten.
— Massimo Stiavelli, Leiter des Webb Mission Office, Space Telescope Science Institute.
2022-03-13 10:34:58
Autor: Vitalii Babkin