Powyżej możecie zobaczyć kolejne zapierające dech w piersiach osiągnięcie Kosmicznego Teleskopu James Webba. Jest to obraz przedstawiający gromadę galaktyk o nazwie Pandora.
Astronomowie ujawnili najnowsze zdjęcie z głębokiego pola wykonane przez JWST, przedstawiające nigdy dotąd niezauważone szczegóły w obszarze kosmosu znanym jako Gromada Pandory (Abell 2744). Obraz z Webba przedstawia trzy skupiska galaktyk – już same w sobie o ogromnych rozmiarach – łączące się w jeszcze większą mega-gromadę. Łączna masa skupisk galaktyk tworzy potężną soczewkę grawitacyjną, naturalny efekt powiększenia, pozwalając na obserwację znacznie bardziej odległych galaktyk we wczesnym wszechświecie.
Na czym polega soczewkowanie grawitacyjne?
Otóż jeśli obiekty, które chcemy obserwować położone są zbyt daleko i są poza zasięgiem nawet najpotężniejszych teleskopów, ponieważ ich światło jest za słabe, soczewkowanie jest jedynym sposobem pozwalającym je dostrzec. Zjawisko to zachodzi, gdy w prostej linii pomiędzy obserwowanym obiektem, a obserwatorem znajdzie się trzeci masywny obiekt. Grawitacja trzeciego obiektu znajdującego się między obserwatorem i obserwowanym obiektem powoduje ugięcie się ścieżki światła i tymczasowo wzmacnia jasność źródła światła, które obserwujemy. Im większa masa tej grawitacyjnej soczewki tym silniejsze i dłuższe będzie zjawisko soczewkowania. I tym słabiej świecące obiekty będziemy w stanie w konsekwencji zaobserwować.
Dotychczas szczegółowo badane było tylko centralne jądro Pandory, obserwacje prowadził jeszcze Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Łącząc zdolności niezwykłych instrumentów Webba z szerokim mozaikowym widokiem na kilka obszarów soczewkowania, astronomowie dążyli do osiągnięcia równowagi między szerokością a głębią, co otworzyło przed nami całkiem nową przestrzeń w badaniach kosmologii i ewolucji galaktyk.
Starożytny mit o Pandorze dotyczy ludzkiej ciekawości i odkryć, które wyznaczają przeszłość od przyszłości, co moim zdaniem jest odpowiednim powiązaniem z nowymi dziedzinami wszechświata, których Webb otwiera się, w tym głębokim polem widzenia w Klasterze Pandory – powiedziała astronom Rachel Bezanson z Uniwersytetu Pittsburgh w Pensylwanii, współautorka programu „Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization” (UNCOVER).
Kiedy do badaczy dotarły pierwsze zdjęcia z gromady Pandory byli zachwyceni. Na pierwszym planie było tak wiele szczegółów i soczewkowanych galaktyk, że podobno w pierwszej chwili nie byli sobie w stanie z tym poradzić i po prostu zagubili się w gąszczu detali. Na obrazie w pełnej rozdzielczości widać około 50 000 źródeł świecących w podczerwieni.
Niestety soczewkowanie ma też pewną wadę. Oprócz powiększenia, powoduje też zniekształcenia odległych galaktyk, przez co wyglądają one zupełnie inaczej niż te na pierwszym planie. „Soczewka” gromady galaktyk jest tak masywna, że wypacza strukturę samej przestrzeni, na tyle, aby światło z odległych galaktyk przechodzące przez tę wypaczoną przestrzeń również przybrało wypaczony wygląd.
Astronom Ivo Labbe ze Swinburne University of Technology w Melbourne w Australii, kolejny ze współautorów programu UNCOVER, powiedział, że w rdzeniu soczewkowym w prawym dolnym rogu zdjęcia Webba, które nigdy nie zostało sfotografowane przez Hubble’a, Webb ujawnił setki odległych galaktyk. Na zdjęciu wyglądają jak słabe łukowate obszary. Powiększanie regionu ujawnia ich coraz więcej i więcej.
Autorzy: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology) i R. Bezanson (University of Pittsburgh). Przetwarzanie obrazu: Alyssa Pagan (STScI)
Gromada Pandory, sfotografowana przez Webba, pokazuje nam mocniejszą, szerszą, głębszą i lepszą soczewkę niż kiedykolwiek wcześniej – powiedział Labbe. – Moją pierwszą reakcją na zdjęcie było to, że było tak piękne, że wyglądało jak symulacja formowania się galaktyki. Musieliśmy sobie przypomnieć, że to prawdziwe dane, a teraz pracujemy w nowej erze astronomii.
Zespół UNCOVER wykorzystał kamerę Webba Near-Infrared Camera (NIRCam) do uchwycenia gromady z ekspozycjami trwającymi 4-6 godzin, co daje w sumie około 30 godzin obserwacji. Następnym krokiem jest skrupulatne przejrzenie danych obrazowania i wybranie galaktyk do dalszych obserwacji za pomocą kolejnego z instrumentów Webba – spektrografu bliskiej podczerwieni (NIRSpec), który dostarczy precyzyjnych pomiarów odległości, wraz z innymi szczegółowymi informacjami na temat składu soczewkowanych galaktyk, dostarczając nowych wgląd we wczesną erę gromadzenia się i ewolucji galaktyk. Zespół UNCOVER spodziewa się wykonać te obserwacje NIRSpec latem 2023 roku.
W międzyczasie wszystkie dane fotometryczne NIRCam zostały upublicznione, aby inni astronomowie mogli się z nimi zapoznać i zaplanować własne badania naukowe z bogatymi zbiorami danych Webba.
Jesteśmy zaangażowani w pomaganie społeczności astronomicznej w jak najlepszym wykorzystaniu fantastycznych zasobów, które mamy w Webb – powiedział członek zespołu UNCOVER, Gabriel Brammer z Centrum Kosmicznego Świtu Instytutu Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze. – To dopiero początek całej niesamowitej masy odkryć, które dzięki Kosmicznego Teleskopowi Jamesa Webba są wreszcie możliwe.
