연구원 팀은 Webb 우주 망원경으로 캡처한 새로운 이미지를 기반으로 한 논문을 출판하고 있습니다. 이 이미지는 초기 우주에 물질이 밀집되어 있음을 보여주며, 이는 은하단 형성의 초기 단계를 나타낼 수 있습니다. 기존 분광기 덕분에 Webb는 이전에 허블이 촬영한 많은 은하들도 은하단의 일부임을 확인할 수 있었습니다. 그것은 심지어 존재하는 가장 큰 은하에서 방출되는 가스의 흐름을 추적했습니다.
스펙트럼 도면
이 작업의 주요 장치는 NIRSpec이며, 근적외선 분광계 이것은 Webb Toolkit의 일부입니다. 도구 자체는 상당히 발전되어 있지만 휴대 전화의 카메라와 같은 것을 작동하는 데 중요한 원칙에 따라 작동합니다.
이러한 소비자용 카메라에서 센서는 가시 스펙트럼의 세 가지 다른 영역(빨간색, 녹색 및 파란색)의 밝기를 기록합니다. 결과 이미지는 이 정보를 결합하여 생성되며, 이미지의 다른 영역은 이러한 색상 각각에 대해 고유한 강도를 갖습니다.
분광 광도계는 또한 스펙트럼의 제한된 영역에서 빛의 강도를 추적하여 작동합니다. 주요 차이점은 이미지 스펙트럼의 세그먼트가 파란색과 같은 전체 색상 범위보다 훨씬 작다는 것입니다. 그리고 이 경우 색상의 일부가 전혀 아닙니다. 모든 파장은 스펙트럼의 적외선 영역에 있습니다. 그러나 카메라로 생성된 RGB 이미지와 마찬가지로 스펙트럼의 각 부분을 개별적으로 분석하거나 광범위한 스펙트럼을 포함하는 전체 “색상” 이미지로 결합할 수 있습니다.
분광계가 멀리 있는 물체를 보는 데 유용한 이유는 무엇입니까? 이 연구에 결정적인 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째는 초기 우주의 빛이 지구로 이동하면서 우주의 팽창으로 인해 붉게 변한다는 것입니다. 따라서 자외선과 같은 파장을 가진 에너지 광자는 Webb에 의해 적외선 광자로 기록될 때까지 점진적으로 늘어납니다. 그들이 얼마나 늘어나는지 정확히 알면 물체까지의 거리를 알 수 있으며, 이를 결정하기 위해서는 현재 파장을 알아야 합니다. 분광계는 이 정보를 제공합니다.
분광계가 제공하는 두 번째 주요 기능은 움직이는 물질을 추적하는 것입니다. 모든 요소에는 빛이 방출되는 특정 파장 세트가 있습니다. 그러나 관찰자에 대해 상대적으로 움직이면 해당 파장은 도플러 효과로 인해 빨간색이거나 파란색이며 파장을 약간 변경합니다(이 효과는 거리로 인한 적색편이에 추가됨). 따라서 특정 원소의 방출을 식별하고 이들이 어떻게 이동하는지 확인함으로써 우리는 먼 거리에서도 해당 원자의 움직임을 추적할 수 있습니다.
조밀한 성단의 활동은하
새로운 작업을 위해 Webb는 소위 퀘이사 또는 활성 은하핵으로 지시되었습니다. 물질이 은하 중심에 있는 초대질량 블랙홀 주위를 공전할 때 생성되는 모든 빛 때문에 엄청나게 밝습니다. 이 경우 J1652라고 불리는 퀘이사는 매우 붉은 색으로 식별되어 빛이 급격히 빨간색으로 바뀌었고 초기 우주에서와 같이 볼 수 있습니다.
Webb의 이미지는 J1652의 붉은 색이 큰 적색 편이로 인한 것임을 확인했습니다. 적색편이는 z ≈ 3의 값을 가지며, 이는 은하가 110억 년 이상 전에 존재했던 것으로 보인다는 것을 의미합니다. 이때는 초거대질량 블랙홀이 방출하는 막대한 에너지가 은하에서 별 형성 물질을 방출하기 시작하여 별 형성이 중단된 은하 진화의 결정적인 시기였다고 믿어집니다.
분광학 데이터의 또 다른 놀라운 결과는 허블 이미지의 동일한 영역에서 감지된 적어도 3개의 다른 물체가 동일한 적색편이를 갖는 것으로 보인다는 것입니다. 이것은 그것들이 J1652에 아주 근접한 추가적인 은하임을 의미한다. 전체 이미지 영역이 85,000광년에 걸쳐 있다는 점을 감안할 때 이것은 은하가 매우 집중되어 있음을 나타냅니다. (비교를 위해 은하수는 100,000 광년 이상이지만 초기 은하보다 훨씬 큽니다.)
거리를 확인하는 것 외에도 Webb의 데이터를 통해 연구자들은 적절한 파장에서 방출되는 이온화된 산소 원자를 추적할 수 있었습니다. 이 데이터에서 볼 수 있는 빨간색과 파란색 이동은 퀘이사가 블랙홀에서 종종 형성되는 두 개의 제트와 일치하는 물질을 지구와 반대 방향으로 대략적으로 분출하고 있음을 보여줍니다. 방출된 많은 양의 물질은 또한 퀘이사 형성이 원료 물질을 폭파함으로써 별 형성을 끝낼 수 있다는 생각과 일치합니다.
그러나 연구자들은 일반 지역의 극도로 높은 밀도의 은하에 더 관심이 있는 것 같습니다. 존재하는 물질의 양을 기반으로 연구원들은 암흑 물질의 양을 외삽했고 이것이 우리가 지금까지 상상했던 것만큼 밀도가 높은 우주 영역이라는 결론을 내렸습니다. . 오라;
.arXiv 파일. 추상 번호: 2210.10074 (arXiv 소개). Astrophysical Journal Letters에 게재
“경순은 통찰력 있고 사악한 사상가로, 다양한 음악 장르에 깊은 지식을 가지고 있습니다. 힙스터 문화와 자연스럽게 어우러지는 그의 스타일은 독특합니다. 그는 베이컨을 좋아하며, 인터넷 세계에서도 활발한 활동을 보여줍니다. 그의 내성적인 성격은 그의 글에서도 잘 드러납니다.”