|
Вызов нашим представлениям о зарождени Вселенной
|
|
|
|
Во имя открытой науки многонациональное научное сотрудничество COSMOS в четверг опубликовало данные, лежащие в основе самой большой карты Вселенной. Проект под названием COSMOS-Web field, основанный на данных, собранных космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), включает в себя все изображения и каталог почти 800 000 галактик, охватывающий почти все космическое время. И это бросает вызов существующим представлениям о зарождающейся Вселенной.
|
|
|
|
"Нашей целью было создать это глубокое космическое пространство в физическом масштабе, который намного превосходил бы все, что было сделано ранее", - сказала профессор физики Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Кейтлин Кейси, которая возглавляет сотрудничество COSMOS-Web вместе с Джейхан Карталтепе из Рочестерского технологического института.
|
|
|
|
"Если бы у вас была распечатка сверхглубокого поля зрения телескопа Хаббл на стандартном листе бумаги, - сказала она, имея в виду культовый снимок почти 10 000 галактик, опубликованный НАСА в 2004 году, - наше изображение было бы немного больше, чем фреска размером 13 на 13 футов в ширину. той же глубины. Так что он действительно поразительно велик".
|
|
|
|
Составное изображение COSMOS-Web было получено примерно 13,5 миллиардов лет назад; по данным НАСА, возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиардов лет, плюс-минус сто миллионов лет. Это охватывает около 98% всего космического времени.
|
|
|
|
|
|
|
Цель исследователей состояла не только в том, чтобы увидеть некоторые из наиболее интересных галактик в начале времен, но и в том, чтобы получить более широкое представление о космической среде, существовавшей в ранней Вселенной, во время формирования первых звезд, галактик и черных дыр.
|
|
|
|
"Космос состоит из плотных областей и пустот", - объяснил Кейси. "И мы хотели выйти за рамки поиска самых отдаленных галактик; мы хотели получить более широкое представление о том, где они обитают".
|
|
"Большой сюрприз"
|
|
|
|
И каким же космическим оказалось это соседство! По словам Кейси, перед включением JWST она и ее коллеги-астрономы сделали свои лучшие прогнозы о том, сколько еще галактик сможет увидеть космический телескоп, учитывая его основное зеркало диаметром 6,5 метра (21 фут), собирающее свет, что примерно в шесть раз больше, чем 2,4-метровое (7 футов, 10 дюймов) диаметр зеркала. По ее словам, лучшие измерения, проведенные "Хабблом", показали, что галактики в течение первых 500 миллионов лет будут невероятно редкими.
|
|
|
|
"Это имеет смысл — происходит Большой взрыв, и вещам требуется время, чтобы гравитационно схлопнуться и сформироваться, а также чтобы зажглись звезды. С этим связана определенная временная шкала", - объяснил Кейси.
|
|
|
|
"И самым большим сюрпризом является то, что с помощью JWST мы видим примерно в 10 раз больше галактик, чем ожидалось, на таких невероятных расстояниях. Мы также наблюдаем сверхмассивные черные дыры, которые не видны даже с помощью телескопа Хаббл". И они не просто видят больше, они видят различные типы галактик и черных дыр, добавила она.
|
|
"Много вопросов, на которые нет ответов"
|
|
|
|
Хотя изображения и каталог COSMOS-Web отвечают на многие вопросы, которые возникали у астрономов о ранней Вселенной, они также вызывают еще больше вопросов.
|
|
|
|
"С тех пор, как телескоп был включен, мы задавались вопросом: "Нарушают ли эти наборы данных JWST космологическую модель? Потому что Вселенная начала излучать слишком много света слишком рано; у нее было всего около 400 миллионов лет, чтобы сформировать звезды массой около миллиарда солнечных масс. Мы просто не знаем, как это осуществить", - сказал Кейси. - Итак, предстоит разобраться во многих деталях и задать множество вопросов, на которые нет ответов.
|
|
|
|
Публикуя эти данные для широкой публики, мы надеемся, что другие астрономы со всего мира воспользуются ими, среди прочего, для дальнейшего уточнения нашего понимания того, как была заселена ранняя Вселенная и как все развивалось до наших дней. Этот набор данных может также дать ключ к разгадке других выдающихся тайн космоса, таких как темная материя и физика ранней Вселенной, которые могут отличаться от того, что мы знаем сегодня.
|
|
|
|
"Большая часть этого проекта направлена на демократизацию науки и обеспечение доступа к инструментам и данным с лучших телескопов для более широкого сообщества", - сказал Кейси.
|
|
|
|
Эти данные были обнародованы почти сразу же после их сбора, но только в необработанном виде, полезном только для тех, кто обладает специальными техническими знаниями и доступом к суперкомпьютеру для их обработки и интерпретации. В течение последних двух лет коллаборация COSMOS неустанно работала над преобразованием необработанных данных в широко используемые изображения и каталоги. При создании и выпуске этих продуктов исследователи надеются, что даже начинающие астрономы смогут углубиться в материал и узнать что-то новое.
|
|
|
|
"Потому что лучшая научная работа действительно получается, когда каждый по-своему рассматривает один и тот же набор данных", - сказал Кейси. "Разгадывать тайны может не только одна группа людей".
|
|
|
|
В рамках сотрудничества COSMOS исследования продолжаются. Они вернулись в deep field для дальнейшего картографирования и изучения.
|
|
|
|
"Нам предстоит собрать дополнительные данные", - сказала она. "Мы думаем, что определили самые ранние галактики на изображении, но нам нужно это проверить".
|
|
|
|
Для этого они будут использовать спектроскопию, которая преломляет свет от галактик в призме, чтобы подтвердить расстояние до этих источников (чем дальше, тем старше они будут).
|
|
|
|
"В качестве побочного продукта, - добавил Кейси, - мы сможем понять межзвездную химию в этих системах, изучив азот, углерод и кислород. Нам еще многое предстоит изучить, и мы только начинаем изучать поверхность".
|
|
|
|
Источник
|
