É real! O JWST quebra o recorde de distância de todos os tempos do Hubble!
Deixando o Hubble comendo poeira, o JWST viu oficialmente uma galáxia de apenas 320 milhões de anos após o Big Bang: com apenas 2,3% de sua idade atual.- Embora o Hubble tenha nos mostrado os confins do Universo profundo como nunca antes, ele era fundamentalmente limitado e não podia ver além de 400 milhões de anos após o Big Bang.
- O JWST foi projetado, em parte, para superar esses limites, mas para saber quais objetos são realmente os mais antigos e distantes, foram necessárias longas observações com espectros.
- Por fim, as primeiras galáxias ultradistantes da pesquisa JADES foram reveladas pelos dados superiores do JWST, e a mais distante quebrou o antigo recorde do Hubble: o primeiro de provavelmente muitos novos registros.
Afinal, JWST quebrou o recorde para a galáxia mais distante.
A área de visualização do levantamento JADES, juntamente com as quatro galáxias mais distantes verificadas neste campo de visão. As três galáxias em z = 13,20, 12,63 e 11,58 estão todas mais distantes do que a detentora do recorde anterior, GN-z11, identificada pelo Hubble.A 33 bilhões de anos-luz de distância, JADES-GS-z13-0 é o objeto mais distante já visto .
A luz de qualquer galáxia que foi emitida após o início do Big Bang quente, 13,8 bilhões de anos atrás, teria chegado até nós hoje, desde que esteja dentro de cerca de 46,1 bilhões de anos-luz no momento. Mas a luz das galáxias mais antigas e distantes será bloqueada pela matéria intermediária e desviada para o vermelho pelo Universo em expansão. Ambos representam sérios desafios para a detecção, e é por isso que o Hubble não conseguiu ver além de um desvio para o vermelho de 11, mesmo nas circunstâncias mais fortuitas. JWST já quebrou esse recorde.Sua luz foi emitida apenas 320 milhões de anos após o Big Bang .
Diagrama esquemático da história do Universo, destacando a reionização. Antes da formação de estrelas ou galáxias, o Universo estava cheio de átomos neutros e bloqueadores de luz que se formaram quando o Universo tinha aproximadamente 380.000 anos de idade. A maior parte do Universo não se torna reionizada até 550 milhões de anos depois, com algumas regiões alcançando a reionização completa mais cedo e outras mais tarde. As primeiras grandes ondas de reionização começam a acontecer por volta de 200 milhões de anos de idade, enquanto algumas estrelas afortunadas podem se formar apenas 50 a 100 milhões de anos após o Big Bang. Com as ferramentas certas, como o JWST, estamos começando a revelar galáxias mais distantes do que qualquer outra ferramenta tornou possível anteriormente.Estamos vendo 13,5 bilhões de anos no passado: para quando o Universo tinha 2,3% de sua idade atual .
As probabilidades de encontrar galáxias de uma certa combinação de redshift/brilho dentro de um determinado volume de espaço, codificadas por cores para verossimilhança. As primeiras candidatas a galáxia JWST (em z > 10), algumas das quais já foram verificadas, não representam tanto problema para o que deveria existir dentro do nosso Universo versus o que estamos encontrando como as grandes, brilhantes e massivas galáxias em redshifts mais modestos (10 > z > 6).Isso supera de longe qualquer coisa que o Hubble poderia ter feito .
Somente porque esta galáxia distante, GN-z11, está localizada em uma região onde o meio intergaláctico é principalmente reionizado, o Hubble pode revelá-la para nós no momento. Para ver mais longe, precisamos de um observatório melhor, otimizado para esses tipos de detecção, do que o Hubble. Embora a galáxia pareça muito vermelha, isso se deve apenas ao efeito de deslocamento para o vermelho do Universo em expansão. Intrinsecamente, a própria galáxia é muito azul. Outras candidatas a galáxias com alto desvio para o vermelho ainda não foram confirmadas espectroscopicamente.O Hubble é quente, pequeno e limitado na faixa de comprimento de onda .
Ao longo de 50 dias, com um total de mais de 2 milhões de segundos de tempo total de observação (o equivalente a 23 dias completos), o Hubble eXtreme Deep Field (XDF) foi construído a partir de uma parte da imagem anterior do Hubble Ultra Deep Field. Combinando a luz do ultravioleta à luz visível e até o limite do infravermelho próximo do Hubble, o XDF representou a visão mais profunda da humanidade sobre o cosmos: um recorde que permaneceu até ser quebrado pelo JWST. Na caixa vermelha, onde nenhuma galáxia é vista pelo Hubble, a pesquisa JADES do JWST revelou a galáxia mais distante até o momento: JADES-GS-z13-0.O JWST supera todas essas restrições, incluindo um espectrógrafo superior.
O JWST, agora totalmente operacional, tem sete vezes o poder de captação de luz do Hubble, mas será capaz de ver muito mais longe na porção infravermelha do espectro, revelando as galáxias existentes ainda antes do que o Hubble jamais poderia ver, devido à sua capacidades de comprimento de onda mais longo e temperaturas operacionais muito mais baixas. Populações de galáxias vistas antes da época de reionização devem ser abundantemente descobertas, incluindo a quebra dos antigos registros de distância cósmica do Hubble.Ao dividir a luz em seus comprimentos de onda individuais, o JWST vê tanto a luz absorvida quanto a transmitida.
Os espectros obtidos pelo JADES e o instrumento JWST NIRSpec para as quatro galáxias mais distantes encontradas até agora pelo levantamento JADES. A característica de quebra de Lyman, identificada aqui para cada uma das quatro galáxias, determina a distância e o desvio para o vermelho sem sombra de dúvida, tornando JADES-GS-z13-0 o novo detentor do recorde cósmico. (Por enquanto.)Usando os instrumentos NIRCam e NIRSpec, começou a realizar a pesquisa JADES .
Esta imagem mostra a região de estudo do JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Esta área inclui e contém o Hubble eXtreme Deep Field e revela novas galáxias distantes recordes que o Hubble não conseguiu ver.JADES - o JWST Advanced Deep Extragalactic Survey - irá finalmente combinar centenas de horas de observações .
A identificação espectroscópica da assinatura de quebra de Lyman, presente e facilmente visível em todas as quatro galáxias ultra-distantes identificadas pelo JWST, confirma seu redshift e distância. Isso torna as três primeiras galáxias as galáxias mais distantes e espectroscopicamente confirmadas de todas. À medida que o tempo passa e as observações continuam, o JWST deve continuar a estender esse registro.Sempre que galáxias vermelhas fracas mostram um “corte” crítico no comprimento de onda, sua distância/desvio para o vermelho pode ser medida.
Uma combinação de espectroscopia (topo), comparações de probabilidade com simulações detalhadas (meio) e fotometria (abaixo) foram usadas para determinar a distância e as propriedades da galáxia mais distante JADES-GS-z13-0. Uma análise mais aprofundada exclui outras possibilidades de linha, incluindo carbono, oxigênio e uma quebra de Balmer, garantindo que esta galáxia realmente está enviando luz para nós de 13,5 bilhões de anos atrás.Com um desvio para o vermelho de 13,2 – o que significa que a luz observada é 1320% maior que o comprimento de onda emitido – JADES-GS-z13-0 quebra o antigo recorde do Hubble.
A galáxia mais distante identificada na primeira imagem de campo profundo do JWST não quebrou o recorde cósmico do Hubble, mas mostrou o poder da espectroscopia para revelar uma distância incontestável e um desvio para o vermelho para este objeto. Agora, essas técnicas estão sendo usadas para identificar objetos ainda mais profundos com observações JWST superiores e de período mais longo.Três galáxias semelhantes, quase tão distantes no mesmo campo fortalecer o caso observacional para a robustez desta galáxia .
As quatro galáxias mais distantes identificadas como parte do JADES, até agora, incluem três que ultrapassam o limite de “galáxia mais distante” previamente definido pelo Hubble. Com não mais de um quarto do total de dados JADES obtidos até agora, esse recorde provavelmente cairá novamente, talvez várias vezes, nos próximos meses e anos.JADES é projetado especificamente para aproveitar dos recursos exclusivos do instrumento JWST.
Este é um mosaico JWST/NIRCam simulado que foi gerado usando JAGUAR e o simulador de imagem NIRCam Guitarra, na profundidade esperada do programa JADES Deep. No início de 2022, os cientistas observaram que em seu primeiro ano de operações científicas, o JWST pode quebrar muitos recordes que o Hubble estabeleceu ao longo de seus 32 anos (e contando) de vida, incluindo recordes para a galáxia mais distante e a estrela mais distante. O primeiro acabou de cair.Com mais tempo de observação, galáxias mais fracas e distantes aparecerão , quebrando até mesmo este novo recorde.
Uma parte do Hubble eXtreme Deep Field que foi fotografada por 23 dias no total, em contraste com a visão simulada esperada por James Webb no infravermelho. Com mosaicos de grande área, como COSMOS-Web e PANORAMIC, o último dos quais tira proveito da pura observação paralela, devemos não apenas quebrar o registro cósmico da galáxia mais distante, mas também aprender sobre o que os primeiros objetos luminosos no Universo parecia.Mostly Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, visuais e não mais que 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
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