Pakabink dešimt! Tyrėjai, naudojantys Webb, nustatė, kad daugelis tolimų galaktikų turi plokščius elipsinius diskus ir vamzdelius, o ne spiralines ar elipsines struktūras.

Pasiruošę pataikyti į kosmines „bangas“ naudodami James Webb kosminis teleskopas? Kaip budintis gelbėtojas, Webbas nuskenavo horizontą ir pastebėjo tolimas galaktikas tinklinio, frisbio, banglenčių ir banglenčių pavidalu.

Webb duomenis išanalizavę mokslininkai taip pat nustatė, kad į banglentes panašios galaktikos ir makaronų galaktikos buvo labiau paplitusios, kai visata buvo nuo 600 iki 6 milijardų metų. Tai prieštarauja tam, ką anksčiau patvirtinome galaktikoms arčiau „krantės“ kitais teleskopais. Netoliese esančios galaktikos dažnai yra aiškiai apibrėžtos spiralės su žvaigždėtomis rankomis, kurios taip pat atrodo kaip skraidančios lėkštės, arba lygūs elipsoidai, kurie taip pat atrodo kaip skraidantys rutuliai.

Dar neaišku, ar per visą kosminį laiką atsirado naujų galaktikų formų. Norint išsiaiškinti, kaip 3D galaktikų geometrijos pasikeitė per daugiau nei 13 milijardų metų, reikia atlikti tolesnius tyrimus.

Tai tolimųjų galaktikų, užfiksuotų NASA Jameso Webbo kosminiu teleskopu, kosminės evoliucijos ankstyvojo mokslo tyrimo (CEERS) metu.
Naujausias CEERS tyrimas, kuriam vadovavo NASA Hablo bendradarbis iš Niujorko Kolumbijos universiteto Viraj Pandya, parodė, kad galaktikos dažnai atrodo plokščios ir pailgos, kaip spagečiai ar banglentės (išilgai viršutinės eilės).
Plonos, apskrito disko tipo galaktikos, primenančios skraidančias lėkštes, yra kita pagrindinė grupė (apačioje kairėje ir centre).
Galiausiai, sferinės formos galaktikos arba skraidantys rutuliai sudarė mažiausią jų radinių dalį (apačioje dešinėje).
Apskaičiuota, kad visos šios galaktikos egzistavo, kai Visata buvo nuo 600 iki 6 milijardų metų.
Vaizdo kreditas: NASA, ESA, CSA, STScI, Steve'as Finkelsteinas (UT Ostinas), Michaela Bagley (UT Austin), Rebecca Larson (UT Austin)

Webbas rodo, kad daugelis ankstyvųjų galaktikų buvo panašios į baseino makaronus ir banglentes

Tyrėjai analizuoja vaizdus iš NASAJames Webb kosminis teleskopas nustatė, kad ankstyvosios visatos galaktikos dažnai yra plokščios ir pailgos, kaip banglentės ir biliardo makaronai, ir retai apvalios, kaip tinklinio kamuoliai ar frisbis. „Atrodo, kad maždaug 50–80 % mūsų tyrinėtų galaktikų yra plokščios dviem matmenimis“, – paaiškino pagrindinis autorius Viraj Pandya, NASA Hablo bendradarbis. Kolumbijos universitetas Niujorke. „Galaktikos, kurios atrodo kaip baseino makaronai ar banglentės, yra labai paplitusios ankstyvojoje visatoje, o tai stebina, nes netoliese jos yra neįprastos.

Komanda daugiausia dėmesio skyrė daugeliui beveik infraraudonųjų spindulių vaizdų, kuriuos pateikė Webb, žinomas kaip kosminės evoliucijos ankstyvosios evoliucijos mokslo tyrimas (CEERS), iš kurių jie išskyrė galaktikas, kurios egzistavo, kai visata buvo nuo 600 milijonų iki 6 milijardų metų. .

Nors dauguma tolimų galaktikų atrodo kaip banglentės ir baseino makaronai, kitos yra suformuotos kaip frisbio lėkštės ir tinklinio kamuoliai. Atrodo, kad „skraidantys rutuliai“ arba sferinės galaktikos yra kompaktiškiausios kosminiame „vandenyne“ ir dažnai buvo mažiausiai apibrėžtos. Nustatyta, kad frisbis yra tokio dydžio kaip banglentė ir spagečių formos galaktikos palei „horizontą“, tačiau jos vis dažniau pasitaiko šalia „krantės“ kaimyninėje visatoje. (Palyginkite juos toliau pateiktoje iliustracijoje.)

Pandya komanda nustatė keturias pagrindines klasifikacijas, parodytas aukščiau kaip 3D objektai ir skerspjūviai. Jie užsakomi nuo mažiausiai iki dažniausių.
Viršuje, kairėje, Webb nuskaitymas rodo retą ankstyvojoje visatoje, bet šiandien paplitusią klasifikaciją: galaktikos, turinčios sferinę formą, arba salvės.
Viršuje dešinėje yra plokšti apskriti diskai arba skraidančios lėkštės, kurios yra šiek tiek dažnesnės.
Šiuo ankstyvuoju laikotarpiu vyravusių galaktikų formos atrodo plokščios ir pailgos, kaip banglentės, parodytos apačioje kairėje, arba baseino makaronai apačioje dešinėje. Ši klasifikacijų pora sudaro maždaug 50–80 procentų visų tolimų galaktikų, kurias jie iki šiol ištyrė – tai nuostabu, nes šios formos netoliese yra nedažnos.
Vaizdo kreditas: NASA, ESA, CSA, Josephas Olmsteadas (STScI), Viraj Pandya (Kolumbija), Hawen Zhang (Arizonos universitetas), Lucy Redding-Ekanda (Simmonso fondas)

Kategorija, kurią turėsime paukščių takas Ar galaktika žlugtų, jei galėtume atsukti laikrodį atgal milijardus metų? „Geriausias spėjimas yra toks, kad ji tikriausiai atrodė kaip banglentė“, – sakė bendraautorius Hawenas Zhangas, Arizonos universiteto Tuksone doktorantas. Ši hipotezė iš dalies grindžiama naujais Webb įrodymais, kuriuose teoretikai „atsuko laikrodį atgal“, kad įvertintų Paukščių Tako masę prieš milijardus metų, kuri buvo susieta su tuometine forma.

Šios tolimos galaktikos taip pat yra daug mažesnės nei netoliese esančios spiralinės ir elipsinės galaktikos, kurios yra masyvesnių galaktikų, tokių kaip mūsų, pirmtakas. „Ankstyvojoje visatoje galaktikos turėjo daug mažiau laiko augti“, – sakė Karthik Iyer, bendraautorius ir NASA Hablo bendradarbis iš Kolumbijos universiteto. „Nustatyti papildomas ankstyvųjų galaktikų klases yra įdomu – dabar yra daug ką išanalizuoti. Dabar galime ištirti, kaip galaktikų formos yra susijusios su jų išvaizda, ir pateikti išsamesnį vaizdą apie jų formavimąsi.

Mūsų galaktikos, Paukščių Tako, šerdyje yra supermasyvi juodoji skylė, kurią supa centrinis senovinių geltonų žvaigždžių išsipūtimas. Už jos yra melsvos spiralinės rankos, užpildytos jaunesnėmis, naujai besiformuojančiomis žvaigždėmis ir tamsiomis dulkių juostomis. Autoriai: NASA ir STScI

Webb jautrumas, didelės raiškos vaizdai ir specializacija infraraudonųjų spindulių šviesoje leido komandai greitai apibūdinti ir kurti daugelio CEERS galaktikų 3D geometrinius modelius. Pandya taip pat teigia, kad jų darbas nebūtų buvęs įmanomas be išsamių NASA astronomų atliktų tyrimų Hablo kosminis teleskopas.

Dešimtmečius Hablas mus apakino kai kurių seniausių galaktikų vaizdais, pradedant nuo pačios pirmosios. „Deep Field“ 1995 m ir tęsiant pagrindinį tyrimą, žinomą kaip Kosminio paveldo giluminis ekstragalaktinis artimųjų infraraudonųjų spindulių tyrimas. Tokie giluminio dangaus tyrimai davė daug didesnę statistiką, todėl astronomai sukūrė galingus 3D tolimųjų galaktikų modelius visame pasaulyje. Kosminis laikas. Šiandien Webbas prisideda prie šių pastangų, papildydamas didelę tolimų galaktikų, kurios yra už Hablo pasiekiamumo ribų, kolekciją ir atskleidžia ankstyvąją visatą daug išsamiau, nei buvo įmanoma anksčiau.

Tai yra „Cosmic Evolution Early Launch Science Survey“ (CEERS) dalis, kurią sudaro keli beveik infraraudonųjų spindulių indikatoriai iš NIRCam (Near Infrared Camera) James Webb kosminiame teleskope. Šie stebėjimai patenka į tą patį regioną, kurį ištyrė Hablo kosminis teleskopas, žinomas kaip Groth Extension Bar.
Šiaurinės ir rytinės kompaso rodyklės rodo vaizdo kryptį danguje. Atkreipkite dėmesį, kad ryšys tarp šiaurės ir rytų danguje (žiūrint iš apačios) yra apverstas, palyginti su krypties rodyklėmis Žemės žemėlapyje (žiūrint iš viršaus).
Šiame paveikslėlyje rodomi nematomi artimos infraraudonųjų spindulių šviesos bangos ilgiai, paverčiami matomos šviesos spalvomis. Spalvos klavišas rodo, kurie NIRCam filtrai buvo naudojami renkant šviesą. Kiekvieno filtro pavadinimo spalva yra matomos šviesos spalva, naudojama infraraudonųjų spindulių šviesai, praeinančiam per tą filtrą, atvaizduoti.
Mastelio juosta vadinama lanko sekundėmis ir yra kampinio atstumo danguje matas. Viena lanko sekundė yra lygi vieno laipsnio 1/3600 kampiniam matui. Laipsnyje yra 60 lanko minučių, o lanko minutėje – 60 lanko sekundžių. (Mėnulio kampinis skersmuo yra apie 30 lanko minučių.) Tikrasis objekto, dengiančio vieną lanko sekundę danguje, dydis priklauso nuo jo atstumo nuo teleskopo.
Vaizdo kreditai: NASA, ESA, CSA, STScI, Steve'as Finkelsteinas (UT Ostinas), Michaela Bagley (UT Austin)

Webb ankstyvosios visatos vaizdai buvo tarsi vandenyno bangos, suteikiančios naujų įrodymų. „Hablas jau seniai parodė, kad yra stačiakampių galaktikų perteklius“, – aiškino bendraautorius Markas Huertas, Kanarų salų Astrofizikos instituto mokslininkas. Tačiau mokslininkai vis dar stebisi: ar papildomos detalės geriau atrodytų jautriai infraraudonajai šviesai? „Vebbas patvirtino, kad Hablas nepraleido jokių papildomų ypatybių galaktikose, kurias jie abu stebėjo. Be to, Webbas parodė mums daug tolimų galaktikų su panašiomis formomis, visa tai labai išsamiai.”

Vis dar yra spragų mūsų žiniose – tyrėjams ne tik reikės didesnio imties dydžio nei Webb, kad patobulintų tolimų galaktikų savybes ir tikslias vietas, bet ir praleisti daug laiko tobulindami ir atnaujindami savo modelius, kad jie geriau atspindėtų geometrijos. Iš tolimų galaktikų. „Tai ankstyvos išvados“, – sakė bendraautorė Elizabeth McGrath, Kolbio koledžo Votervilio mieste, Meino valstijoje, docentė. „Turime giliau įsigilinti į duomenis, kad išsiaiškintume, kas vyksta, bet mes labai džiaugiamės šiomis ankstyvosiomis tendencijomis.

Nuoroda: „Banano formos galaktikos: didelio raudonojo poslinkio galaktikų 3D geometrijos išvados naudojant JWST-CEERS“ Viraj Pandya, Haowen Zhang, Mark Huertas, Karthik J. Iyer, Elizabeth McGrath, Guillermo Barro, Steven L. Finkelstein, Martin Quimmel , Williamas J. Hartley, Henry C. Fergusonas, Jehanas S. Kartaltepe, Joel Primack, Avishay Dekel, Sandra M. Faberis, Davidas C. Coe, Gregas L. Bryanas, Rachel S. Somervilis, Ricardo O. Amorin, Pablo Arrabal Haro, Michaela B. Bagley, Ericas F. Bell, Emmanuel Bertin, Luca Costantin, Romelle Dave, Mark Dickinson, Robert Feldman, Adriano Fontana, Rafael Gavazzi, Mauro Giavalesco, Andrea Grazian, Norman A. Grogen, Yuchen Guo , Changhun Han, Penny Holwerda, Lisa J. Kewley, Alison Kirkpatrick, Anton M. Greitai, Jennifer M. Lutzas, Rėjus A. Lucas, Laura Pinterici, Pablo G. Perezas Gonzalezas, Noras Pierzkalas, Dale'as D. Kosevskis, Casey Babovich, Swara Ravindranath, Kaitlyn Rose, Markas Schaeferis, Raymondas C. Simmonsas, Amber N. Strawnas, Sandro Takela, Jonathanas R. Trumpas, Aleksandras de la Vega, Stephenas M. Wilkinsas, Stijn Waits, Guang Yang ir Lee Aaronas Youngas, priimti, į Astrofizikos žurnalas.
arXiv: 2310.15232

James Webb kosminis teleskopas yra pirmaujanti pasaulyje kosmoso mokslo observatorija. Webbas sprendžia mūsų saulės sistemos paslaptis, žvelgia už tolimų pasaulių aplink kitas žvaigždes ir tyrinėja paslaptingas mūsų visatos struktūras ir kilmę bei mūsų vietą joje. WEB yra tarptautinė programa, kuriai vadovauja NASA kartu su partneriais Europos kosmoso agentūra (ESA).Europos kosmoso agentūra) ir Kanados kosmoso agentūra.