JWST supera e aprimora a imagem mais profunda do Hubble de todos os tempos
Com recursos de infravermelho e nitidez de imagem muito além dos limites do Hubble, o JWST observou o campo mais profundo do Hubble, revelando muito mais.- A visão mais profunda já obtida do Universo, antes do lançamento do JWST, foi o eXtreme Deep Field do Hubble: com 23 dias de observações combinadas de vários comprimentos de onda.
- Com apenas 20 horas de tempo de observação na mesma região do espaço, o JWST revelou detalhes, e possivelmente objetos mais distantes, que o Hubble nunca poderia ver.
- Estamos agora na era JWST da astronomia, com novos segredos e detalhes sobre o Universo sendo revelados cada vez que ele visualiza uma nova região do céu.
Existe uma receita para vendo mais longe no tempo do que nunca.
A região em branco do céu, mostrada na caixa amarela em forma de L, foi a região escolhida para ser o local de observação da imagem original do Hubble Deep Field. Sem estrelas ou galáxias conhecidas dentro dele, em uma região desprovida de gás, poeira ou matéria conhecida de qualquer tipo, este era o local ideal para olhar para o abismo do Universo vazio. Hoje, conhecemos regiões ainda mais intocadas do que no início dos anos 1990.Primeiro: aponte seu telescópio para um pedaço vazio do céu, observando o quanto você ousar.
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, como o JWST. Onde quer que haja menos material de bloqueio de luz, essas galáxias ultradistantes serão mais fáceis de ver com qualquer observatório.Escolha uma linha de visão clara: possuindo o mínimo de material de bloqueio de luz.
A transmitância ou opacidade do espectro eletromagnético através da atmosfera. Observe todas as características de absorção em raios gama, raios X e infravermelho, e é por isso que os maiores de nossos observatórios nesses comprimentos de onda estão todos localizados no espaço. O infravermelho, em particular, foi espetacularmente coberto pelo Spitzer da NASA e atualmente é coberto pelo JWST da NASA.Use um telescópio baseado no espaço, evitando a atmosfera absorvente e distorcida da Terra.
Sempre que uma galáxia emite luz, a luz que eventualmente é vista pelo observador que a recebe terá um conjunto diferente de propriedades e comprimentos de onda do que quando essa luz foi emitida pela primeira vez, devido à expansão do Universo. Quanto maior a distância da galáxia, maior o desvio para o vermelho observado.E observe em comprimentos de onda longos, compensando o redshift cósmico.
Este é o resultado final das observações completas de 23 dias da equipe do Hubble eXtreme Deep Field. Nesta pequena região do céu, que consiste em muitas regiões de material de bloqueio de luz por acaso, alguns dos objetos mais profundos já vistos estão localizados. Mas com menos de 1 dia de observações na mesma região, o JWST já pode revelar galáxias que o Hubble não conseguiu.Antes do JWST, o Hubble eXtreme Deep Field registrou nossas visões mais profundas .
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 representa a visão mais profunda da humanidade sobre o cosmos: um recorde que permaneceu até o lançamento do primeiro campo profundo do JWST em 11 de julho de 2022.Com 23 dias de observações de vários comprimentos de onda, riquezas sem precedentes reveladas .
A Lua cheia ocupa aproximadamente 0,2 graus quadrados no céu, o que significa que aproximadamente cinco deles são necessários para preencher um grau quadrado de espaço. O Hubble eXtreme Deep Field, no entanto, é muito menor e seriam necessários aproximadamente 776 deles para cobrir um grau quadrado no céu. Essa pequena região do céu tinha 5.500 galáxias dentro dela, apesar de cobrir apenas 1-32.000.000 do céu.Vendo ~ 5.500 galáxias em apenas 1/32.000.000 do céu, revelou galáxias ~ 400 milhões de anos após o Big Bang.
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, e o antigo recorde de distância cósmica do Hubble já foi quebrado.Mas o JWST é maior, mais nítido , e atinge comprimentos de onda muito mais longos .
Esta animação mostra uma parte do Hubble eXtreme Deep Field, com 23 dias de dados cumulativos e uma visão simulada do que os cientistas esperavam que o JWST pudesse ver quando visse esta região. Essa simulação é anterior ao lançamento do JWST e, desde então, foi espetacularmente substituída pelos dados reais do JWST.Com apenas 20 horas de observar o tempo no mesmo campo de visão , isso é já revelou o que o Hubble não pode .
Esta animação alterna os pontos de vista entre o Hubble Ultra Deep Field e a visualização JWST de uma região sobreposta do espaço. Devido à diferença no tamanho e na resolução do telescópio, as visualizações do JWST são reduzidas em cerca de um fator de 4 na resolução para fazer com que essas duas imagens coincidam.O gás galáctico ionizado brilha intensamente nas visualizações infravermelhas do JWST.
Esta região do espaço, vista icônicamente pelo Hubble e agora pelo JWST, mostra uma animação que alterna entre os dois. O JWST revela características gasosas, galáxias mais profundas e outros detalhes que o Hubble não consegue ver. Notavelmente, a “estrela em primeiro plano” fotografada pelo Hubble com os picos de difração brilhantes na verdade é um sistema binário: um detalhe exclusivamente resolvido pelo JWST.Estrelas de primeiro plano podem ser resolvidas em binários.
Taxa de transferência total preliminar do sistema para cada filtro NIRCam, incluindo contribuições do JWST Optical Telescope Element (OTE), trem óptico NIRCam, dicróicos, filtros e eficiência quântica do detector (QE). A taxa de transferência refere-se à eficiência da conversão de fótons para elétrons. Ao usar uma série de filtros JWST que se estendem a comprimentos de onda muito mais longos do que o limite do Hubble (entre 1,6 e 2,0 mícrons), o JWST pode revelar detalhes que são completamente invisíveis para o Hubble.Mas o mais notável são objetos visíveis para JWST , mas não visto pelo Hubble .
Devido ao formato do campo de visão do gerador de imagens NIRCam, sempre que você olha para uma região específica do céu com o instrumento NIRCam do JWST, consegue automaticamente obter uma imagem de um campo de visão de tamanho semelhante com resolução igual, aproximadamente um arco. -minuto de distância do original. Este campo, um pouco fora do quadro (à direita) da extensão total do Hubble Ultra Deep Field, oferece uma fascinante “ciência de bônus” para os entusiastas do JWST.Em todo este campo profundo JWST de alta resolução, novos objetos surgem .
Sobrepondo quase 100% com o Hubble eXtreme Deep Field, esta visão JWST mostra, com apenas 20 horas de observações, muitos detalhes e talvez centenas de objetos que são muito fracos e vermelhos para serem vistos mesmo com 23 dias de visualizações do Telescópio Espacial Hubble.Alguns são objetos de primeiro plano fracos e empoeirados .
Esta seção do mais recente campo ultraprofundo do JWST, sobrepondo-se ao eXtreme Deep Field e ao Ultra-Deep Field do Hubble, revela um enorme número de objetos anteriormente invisíveis para o Hubble, mesmo com apenas ~4% do tempo de observação. JWST é tão bom.Mas outros serão galáxias ultra-distantes : muito além da visão limitada do Hubble.
Uma parte da nova imagem de campo profundo do JWST, mostrada com as observações do Hubble como contrapartida. Dentro do campo JWST há um número significativo de objetos não vistos pelo Hubble, mostrando a capacidade do JWST de revelar o que o Hubble não conseguiu, graças principalmente às suas capacidades de comprimento de onda mais longo.Visualizações mais nítidas e de maior comprimento de onda do JWST estão revelando os objetos mais profundos de todos os tempos .
Esta parte da mais nova imagem do JWST que cobriu parte do campo ultraprofundo do Hubble revela várias galáxias distantes, destacadas manualmente, que estão presentes nas breves visualizações do JWST, mas não nas visualizações de longa exposição do Hubble. Alguns deles podem de fato ser recordistas cósmicos.Estudos espectroscópicos, vindouros, vão quebrar até mesmo o registro cósmico atual do JWST .
A identificação espectroscópica da assinatura de quebra de Lyman, presente e facilmente visível em todas as quatro galáxias ultra-distantes identificadas pelo JWST do campo profundo de JADES, confirma seu desvio para o vermelho e sua distância. Essa observação nos deu, na época, as três galáxias mais distantes de todas, com confirmação espectroscópica. A característica de quebra de Lyman, normalmente resultando em um fóton ultravioleta, pode ser vista bem no infravermelho dessas galáxias devido ao desvio para o vermelho da luz durante sua jornada.Mostly Mute Monday conta uma história astronômica em imagens, visuais e não mais que 200 palavras. Fale menos; sorria mais.
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