Webb atidaro naują langą apie supernovų mokslą | Ophthacare

Webb atidaro naują langą apie supernovų mokslą

Šis straipsnis buvo peržiūrėtas pagal Science X’s redakcinis procesas
ir politika.
Redaktoriai pabrėžė šias ypatybes ir tuo pačiu užtikrino turinio patikimumą:

patikrinta faktais

patikimas šaltinis

korektūros


JADES Deep Field naudoja NASA James Webb kosminio teleskopo (JWST) stebėjimus kaip JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) programos dalį. Astronomų komanda, tirianti JADES duomenis, nustatė apie 80 objektų (apbrauktų žaliai), kurių ryškumas laikui bėgant pasikeitė. Dauguma šių objektų, vadinamų trumpalaikiais, yra sprogstančių žvaigždžių arba supernovų rezultatas. Iki šio tyrimo buvo rasta tik kelios supernovos, viršijančios raudonąjį poslinkį 2, o tai atitinka tada, kai Visatai tebuvo 3,3 milijardo metų – tik 25 % dabartinio jos amžiaus. JADES pavyzdyje yra daug supernovų, kurios sprogo dar toliau į praeitį, kai visatai buvo mažiau nei 2 milijardai metų. Jis apima labiausiai nutolusį, kada nors patvirtintą spektroskopiškai, esant raudonajam poslinkiui 3,6. Jo pagrindinė žvaigždė sprogo, kai visatai tebuvo 1,8 milijardo metų. Autoriai: NASA, ESA, CSA, STScI, JADES bendradarbiavimas

× Uždaryti


JADES Deep Field naudoja NASA James Webb kosminio teleskopo (JWST) stebėjimus kaip JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) programos dalį. Astronomų komanda, tirianti JADES duomenis, nustatė apie 80 objektų (apbrauktų žaliai), kurių ryškumas laikui bėgant pasikeitė. Dauguma šių objektų, vadinamų trumpalaikiais, yra sprogstančių žvaigždžių arba supernovų rezultatas. Iki šio tyrimo buvo rasta tik kelios supernovos, viršijančios raudonąjį poslinkį 2, o tai atitinka tada, kai Visatai tebuvo 3,3 milijardo metų – tik 25 % dabartinio jos amžiaus. JADES pavyzdyje yra daug supernovų, kurios sprogo dar toliau į praeitį, kai visatai buvo mažiau nei 2 milijardai metų. Jis apima labiausiai nutolusį, kada nors patvirtintą spektroskopiškai, esant raudonajam poslinkiui 3,6. Jo pagrindinė žvaigždė sprogo, kai visatai tebuvo 1,8 milijardo metų. Autoriai: NASA, ESA, CSA, STScI, JADES bendradarbiavimas

Giliai į kosmosą žvelgiantis NASA James Webb kosminis teleskopas suteikia mokslininkams pirmąjį išsamų supernovų žvilgsnį iš tų laikų, kai mūsų visata buvo mažytė dabartinio amžiaus dalis. Webb duomenis naudojusi komanda ankstyvojoje visatoje nustatė 10 kartų daugiau supernovų, nei buvo žinoma anksčiau. Keletas naujai atrastų sprogstančių žvaigždžių yra tolimiausi jų tipo pavyzdžiai, įskaitant tas, kurios naudojamos Visatos plėtimosi greičiui matuoti.

„Web yra supernovos atradimo mašina“, – sakė Christa DeCoursey, Stewardo observatorijos ir Arizonos universiteto Tuksone trečio kurso magistrantė. „Didelis aptikimų skaičius ir dideli atstumai iki šių supernovų yra du įdomiausi mūsų tyrimo rezultatai.

DeCoursey pristatė šias išvadas spaudos konferencijoje 244-asis Amerikos astronomų draugijos susitikimas Madisone, Viskonsine.

„Supernovos atradimo mašina“

Kad padarytų šiuos atradimus, komanda išanalizavo vaizdo duomenis, gautus vykdant JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) programą. Webb idealiai tinka ieškant itin tolimų supernovų, nes jų šviesa ištempiama iki ilgesnių bangų – reiškinys, žinomas kaip kosmologinis raudonasis poslinkis.

Prieš paleidžiant Webbą, buvo rasta tik keletas supernovų, viršijančių raudonąjį poslinkį 2, o tai atitinka tuomet, kai Visata tebuvo 3,3 milijardo metų – tik 25 % dabartinio jos amžiaus. JADES pavyzdyje yra daug supernovų, kurios sprogo dar toliau į praeitį, kai visatai buvo mažiau nei 2 milijardai metų.

Anksčiau mokslininkai naudojo NASA Hablo kosminį teleskopą, kad pamatytų supernovas, kai visata buvo „jauno suaugusiojo“ stadijoje. Su JADES mokslininkai mato supernovas, kai visata buvo „paauglystėje“ arba „iki paauglystės“. Ateityje jie tikisi atsigręžti į „bamblio“ arba „kūdikiško“ visatos fazę.

Siekdama aptikti supernovas, komanda palygino kelis vaizdus, ​​darytus iki metų skirtumu, ir ieškojo šaltinių, kurie dingo arba pasirodė tuose vaizduose. Šie objektai, kurių stebimas ryškumas laikui bėgant kinta, vadinami trumpalaikiais, o supernovos yra vienos rūšies trumpalaikiai. Iš viso JADES Transient Survey Sample komanda atskleidė apie 80 supernovų toje dangaus dalyje, kuri buvo tik maždaug ištiestos rankos atstumu laikomo ryžio grūdo storio.

„Tai iš tikrųjų mūsų pirmasis pavyzdys, kaip atrodo didelio raudonojo poslinkio visata trumpalaikiam mokslui“, – sakė komandos draugas Justinas Pierelis, NASA Einšteino bendradarbis iš Kosminio teleskopo mokslo instituto (STScI) Baltimorėje, Merilando valstijoje. “Mes bandome nustatyti, ar tolimos supernovos iš esmės skiriasi nuo to, ką matome netoliese esančioje visatoje, arba labai panašios į tai.”

Pierel ir kiti STScI tyrėjai pateikė ekspertų analizę, kad nustatytų, kurie pereinamieji įvykiai iš tikrųjų buvo supernovos, o kurie ne, nes jie dažnai atrodė labai panašūs.

Komanda nustatė daugybę didelio raudonojo poslinkio supernovų, įskaitant labiausiai nutolusias iki šiol spektroskopiškai patvirtintas, kai raudonasis poslinkis yra 3,6. Jo pagrindinė žvaigždė sprogo, kai visatai tebuvo 1,8 milijardo metų. Tai vadinamoji branduolio žlugimo supernova, didžiulės žvaigždės sprogimas.


Ši mozaika rodo tris iš maždaug 80 pereinamųjų reiškinių arba objektų, kurių ryškumas keičiasi, identifikuotų JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) programos duomenyse. Dauguma pereinamųjų reiškinių yra sprogstančių žvaigždžių ar supernovų pasekmė. Lygindami 2022 ir 2023 m. vaizdus, ​​astronomai galėjo aptikti supernovas, kurios, mūsų požiūriu, neseniai sprogo (kaip pavyzdžiai pateikti pirmuosiuose dviejuose stulpeliuose), arba supernovas, kurios jau buvo sprogusios ir kurių šviesa blėso (trečias stulpelis). Kiekvienos supernovos amžių galima nustatyti pagal jos raudonąjį poslinkį (žymimą „z“). Tolimiausios supernovos šviesa, kurios raudonasis poslinkis buvo 3,8, atsirado, kai Visatai tebuvo 1,7 milijardo metų. Raudonasis poslinkis 2,845 atitinka laiką, praėjus 2,3 milijardo metų po Didžiojo sprogimo. Artimiausias pavyzdys, esant raudonajam poslinkiui 0,655, rodo šviesą, kuri paliko savo galaktiką maždaug prieš 6 milijardus metų, kai visata buvo šiek tiek daugiau nei pusė dabartinio amžiaus. Autoriai: NASA, ESA, CSA, STScI, Christa DeCoursey (Arizonos universitetas), JADES bendradarbiavimas

× Uždaryti


Ši mozaika rodo tris iš maždaug 80 pereinamųjų reiškinių arba objektų, kurių ryškumas keičiasi, identifikuotų JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) programos duomenyse. Dauguma pereinamųjų reiškinių yra sprogstančių žvaigždžių ar supernovų pasekmė. Lygindami 2022 ir 2023 m. vaizdus, ​​astronomai galėjo aptikti supernovas, kurios, mūsų požiūriu, neseniai sprogo (kaip pavyzdžiai pateikti pirmuosiuose dviejuose stulpeliuose), arba supernovas, kurios jau buvo sprogusios ir kurių šviesa blėso (trečias stulpelis). Kiekvienos supernovos amžių galima nustatyti pagal jos raudonąjį poslinkį (žymimą „z“). Tolimiausios supernovos šviesa, kurios raudonasis poslinkis yra 3,8, atsirado, kai visatai tebuvo 1,7 milijardo metų. Raudonasis poslinkis 2,845 atitinka laiką, praėjus 2,3 milijardo metų po Didžiojo sprogimo. Artimiausias pavyzdys, esant raudonajam poslinkiui 0,655, rodo šviesą, kuri paliko savo galaktiką maždaug prieš 6 milijardus metų, kai visata buvo kiek daugiau nei pusė dabartinio amžiaus. Autoriai: NASA, ESA, CSA, STScI, Christa DeCoursey (Arizonos universitetas), JADES bendradarbiavimas

Tolimų Ia tipo supernovų atradimas

Astrofizikus ypač domina Ia tipo supernovos. Šios sprogstančios žvaigždės yra tokios nuspėjamai ryškios, kad naudojamos tolimiems kosminiams atstumams matuoti ir padėti mokslininkams apskaičiuoti Visatos plėtimosi greitį. Komanda nustatė bent vieną Ia tipo supernovą, kai raudonasis poslinkis yra 2,9. Šio sprogimo šviesa pas mus pradėjo sklisti prieš 11,5 milijardo metų, kai visatai tebuvo 2,3 milijardo metų. Ankstesnis spektroskopiškai patvirtintos Ia tipo supernovos atstumo rekordas buvo 1,95 raudonasis poslinkis, kai Visatai buvo 3,4 milijardo metų.

Mokslininkai nori išanalizuoti Ia tipo supernovas esant dideliam raudonajam poslinkiui, kad pamatytų, ar jų visų šviesumas yra vienodas, nepaisant atstumo. Tai labai svarbu, nes jei jų šviesumas kinta priklausomai nuo raudonojo poslinkio, jie nebūtų patikimi žymekliai visatos plėtimosi greičiui matuoti.

Pierel išanalizavo šią Ia tipo supernovą, rastą esant 2,9 raudonajam poslinkiui, kad nustatytų, ar jos vidinis šviesumas skiriasi nuo tikėtinos. Nors tai tik pirmasis tokio tipo objektas, rezultatai nerodo jokių įrodymų, kad Ia tipo šviesumas keičiasi dėl raudonojo poslinkio. Reikia daugiau duomenų, tačiau kol kas Ia tipo supernovos teorijos apie Visatos plėtimosi greitį ir galutinį jos likimą lieka nepakitusios. Pierelas taip pat pristatė savo išvadas 244-ajame Amerikos astronomų draugijos susitikime.

Žvelgiant į ateitį

Ankstyvoji visata buvo labai skirtinga vieta su ekstremalia aplinka. Mokslininkai tikisi pamatyti senovines supernovas, kilusias iš žvaigždžių, kuriose yra daug mažiau sunkiųjų cheminių elementų nei tokiose žvaigždėse kaip mūsų Saulė. Šių supernovų palyginimas su vietinėje visatoje esančiomis supernovomis padės astrofizikams suprasti žvaigždžių formavimosi ir supernovos sprogimo mechanizmus šiais ankstyvaisiais laikais.

„Iš esmės atveriame naują langą į trumpalaikę visatą“, – sakė STScI narys Matthew Siebertas, vadovaujantis JADES supernovų spektroskopinei analizei. „Istoriškai, kai tai padarėme, radome nepaprastai įdomių dalykų – dalykų, kurių nesitikėjome.

„Kadangi Webbas yra toks jautrus, jis aptinka supernovų ir kitų trumpalaikių įvykių beveik visur, kur tik nurodo“, – sakė JADES komandos narys Eiichi Egami, Arizonos universiteto Tuksone tyrimų profesorius. „Tai pirmas svarbus žingsnis siekiant išsamesnių supernovų tyrimų su Webb.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *