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逾越哈勃望远镜,韦伯望远镜是否能看到世界大爆炸后的很多景像?

天文学家和工程师把望远镜规划成“时刻旅行者”,由于物体间隔越远,其光线抵达地球的时刻就越长,回忆悠远的曩昔是美国宇航局未来将推出詹姆斯·韦伯太空望远镜专门搜集红外光的原因之一:这些更长的波长开端是由恒星和星系在130亿年前以紫外光的方法发射出来,当它们经过胀大的世界向咱们移动时,现已延伸或红移成了红外光。

尽管许多其他天文台,包含美国宇航局的哈勃太空望远镜,之前都曾经过注视天空小区域许多时刻来创立“深场”,但由德克萨斯大学奥斯汀分校史蒂文·L·芬克尔斯坦领导的世界演化前期科学(CEERS)研讨将是韦伯太空望远镜的榜首次,研讨团队将花费60多个小时将望远镜对准一片被称为加长格罗斯地带的天空,这也是哈勃太空望远镜近红外星系外深层遗产查询(CANDELS)的一部分。

有了韦伯太空望远镜,能对更接近大爆炸的星系进行榜首次观测,由于用任何其他望远镜都肯定不或许进行这项研讨,而韦伯太空望远镜能够在曩昔难以在地上或太空中观测到的波长上,将做一些了不得的工作。亚利桑那州国家科学基金会国家光学-红外天文学研讨实验室的马克·迪金森曾表明:一同也期待着未来韦伯太空望远镜的观测。像哈勃深场这样的研讨现已使天文学家,能够制作出世界恒星在星系中构成的前史。

逾越哈勃望远镜

哈勃深场从世界大爆炸开端的5亿年内一向到现在,都是令人惊奇的细节,有了CEERS,韦伯太空望远镜将看得更远,为这些研讨添加新的数据。前期的世界是什么姿态?当然有许多数据点,但还不足以对其情况进行翔实的普查。此外,天文学家的常识和假定常常更新,简直常常在发现新东西来完善或添补或推翻之前的理论。纽约罗切斯特理工学院的CEERS研讨联合研讨员Jeyhan Kartaltepe说:

每次咱们看得更远,发现星系的时刻都比幻想的要早。前期世界中的条件有必要合适星系的构成,它们构成并敏捷变大,质量变得十分快。其时的世界愈加“紧凑”,这意味着恒星和星系的构成功率或许更高。一些模型猜测将在比哈勃望远镜看到更远更早的年代发现50个星系,但另一些模型猜测咱们只会发现少量几个。在这两种情况下,数据都将协助咱们约束前期世界中星系的构成。研讨人员期望辨认许多悠远的天体,包含世界中最悠远的星系。

前期的星系兼并和相互作用,榜首个大质量或超大质量的黑洞,乃至比之前发现的更早类星体。这些潜在的“榜首”仅仅是这项研讨价值的开端:这个由来自世界各地100多名研讨人员组成的团队,将持续对该范畴的许多物体进行分类,这些数据将有助于证明世界在不一同期的结构是什么样的。或许这项研讨最令人兴奋的部分是:研讨小组将怎么运用这些数据来发现关于世界前史上一个重要时期的新发现,这段时期被称为“再电离年代”。

深化研讨世界前期年代

世界大爆炸引发了一系列工作,导致了世界微波布景、黑暗年代、榜首批恒星和星系,然后是再电离年代。在此期间,世界中的气体从大多数中性转变为紫外光,这意味着它是不通明的,并成为彻底电离的,这使得它是通明的。电离意味着原子的电子被掠夺了,终究导致了今天在世界大部分区域检测到的“明晰”条件。关于世界中这一共同的时刻,仍有许多问题存在。

例如,是什么使气体从中性转变为电离?又花了多长时刻,世界才变得显着不通明,变得愈加通明呢?研讨以为这是在年青紫外线逃逸构成星系时产生,或许还有其他要素。例如,前期吸积的黑洞或许也发出了紫外光,终究协助改变了气体。星系出现在天空中的方位供给了另一条头绪,科学家将研讨再电离年代的星系,看看它们是集合在同一区域,仍是愈加孤立。

尽管对星系演化生长和变得更大的原因有许多主意,但需求更全面的关于这些星系的信息,才干充沛了解它们开端是怎么生长和演化的。星系兼并或相互作用的存在,也将有助于该团队追寻再电离年代的环境条件。CEERS的研讨将给咱们供给关于这段时刻是怎么进行的头绪。该小组规划了CEERS研讨,为这一视界中的许多方针供给尽或许多的弥补数据。

韦伯世界大普查

研讨将运用韦伯的三台仪器,在几种形式下,除了光谱之外,还将取得加长的格罗斯地带图画。并且光谱是无价的数据,由于它们协助研讨人员辨认每个方针的色彩、温度、运动和质量。并供给更深化的调查远处物体的化学组成,这便是韦伯太空望远镜近红外光谱仪(NIRSpec)的不同之处,研讨将翻开光谱仪的微快门缝隙,独自调查数百个星系。在开端数据发布后的几个月里,CEERS研讨人员将创立并发布任何研讨人员都能够用来剖析数据的新东西和目录:

包含星系质量、星系形状和光度红移,用相同的一套观测,数百名研讨人员能够进行数百项科学实验。还会发现一些咱们乃至没有想过要问的工作,这也是CEERS研讨将如此有价值的另一个原因。世界演化前期科学研讨将影响未来与韦伯太空望远镜一同进行的悠远星系研讨,一同还将向社会证明,运用各种仪器和形式进行观测是进步韦伯太空望远镜科学产值十分有用的方法。

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