Свемирски телескоп Џејмс Веб гледа у рани универзум, видећи галаксије попут нашег Млечног пута

нове фотографије од[{“ attribute=““>NASA’s James Webb Space Telescope (JWST) reveal for the first time galaxies with stellar bars — elongated features of stars stretching from the centers of galaxies into their outer disks — at a time when the universe was a mere 25% of its present age. The finding of so-called barred galaxies, similar to our Milky Way, this early in the universe will require astrophysicists to refine their theories of galaxy evolution.

Prior to JWST, images from the Hubble Space Telescope had never detected bars at such young epochs. In a Hubble image, one galaxy, EGS-23205, is little more than a disk-shaped smudge, but in the corresponding JWST image taken this past summer, it’s a beautiful spiral galaxy with a clear stellar bar.

“I took one look at these data, and I said, ‘We are dropping everything else!’” said Shardha Jogee, professor of astronomy at The University of Texas at Austin. “The bars hardly visible in Hubble data just popped out in the JWST image, showing the tremendous power of JWST to see the underlying structure in galaxies,” she said, describing data from the Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), led by UT Austin professor, Steven Finkelstein.

The power of JWST to map galaxies at high resolution and at longer infrared wavelengths than Hubble allows it look through dust and unveil the underlying structure and mass of distant galaxies. This can be seen in these two images of the galaxy EGS23205, seen as it was about 11 billion years ago. In the HST image (left, taken in the near-infrared filter), the galaxy is little more than a disk-shaped smudge obscured by dust and impacted by the glare of young stars, but in the corresponding JWST mid-infrared image (taken this past summer), it’s a beautiful spiral galaxy with a clear stellar bar. Credit: NASA/CEERS/University of Texas at Austin

The team identified another barred galaxy, EGS-24268, also from about 11 billion years ago, which makes two barred galaxies existing farther back in time than any previously discovered.

In an article accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters, they highlight these two galaxies and show examples of four other barred galaxies from more than 8 billion years ago.

“For this study, we are looking at a new regime where no one had used this kind of data or done this kind of quantitative analysis before,” said Yuchen “Kay” Guo, a graduate student who led the analysis, “so everything is new. It’s like going into a forest that nobody has ever gone into.”

Bars play an important role in galaxy evolution by funneling gas into the central regions, boosting star formation.

“Bars solve the supply chain problem in galaxies,” Jogee said. “Just like we need to bring raw material from the harbor to inland factories that make new products, a bar powerfully transports gas into the central region where the gas is rapidly converted into new stars at a rate typically 10 to 100 times faster than in the rest of the galaxy.”

Bars also help to grow supermassive black holes in the centers of galaxies by channeling the gas part of the way.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=иБхсУКЛ1ИПЕ
Ова симулација показује како се формирају звездани штапови (лево) и токови гаса вођени шипкама (десно). Звездане шипке играју важну улогу у галактичкој еволуцији каналишући гас у централне регионе галаксије, где се брзо претвара у нове звезде, 10 до 100 пута брже од брзине у остатку галаксије. Шипке такође индиректно помажу у формирању супермасивних црних рупа у центрима галаксија усмеравајући гасовити део пута. Заслуге: Францоисе Цомбес, Париска опсерваторија

Откриће шипки током овог раног доба уздрмало је сценарије еволуције галаксије на неколико начина.

„Ово рано откривање шипки значи да модели еволуције галаксија сада имају нови пут кроз решетке како би убрзали производњу нових звезда у раном узрасту“, рекао је Џоги.

А постојање ових раних шипки доводи у питање теоријске моделе јер треба да се исправе за галактичку физику како би се предвидела тачна количина шипки. Тим ће тестирати различите моделе у својим наредним радовима.

Монтажа ЈВСТ слика показује шест примера галаксија са пречацима, од којих две представљају највиша времена опоравка квантификована и окарактерисана до сада. Ознаке у горњем левом углу сваког броја показују ретроградно време сваке галаксије, које се креће од пре 8,4 до 11 милијарди година (Гир), када је универзум био само 40% до 20% своје садашње старости. Заслуге: НАСА/ЦЕЕРС/Универзитет Тексаса у Остину

ЈВСТ може да открије структуре у удаљеним галаксијама боље од Хабла из два разлога: прво, његово веће огледало даје му већу способност прикупљања светлости, омогућавајући му да види даље и са вишом резолуцијом. Друго, може боље да види кроз прашину јер посматра на дужим инфрацрвеним таласним дужинама од телескопа Хуббле.

Студенти Еден Висе и Зилеи Цхен одиграли су главну улогу у истраживању визуелно прегледавајући стотине галаксија, тражећи оне за које се чинило да имају траке, што је помогло да се листа сузи на неколико десетина како би други истраживачи могли да је анализирају интензивнијим прорачунима. . Приближава се.

Референца: „Први поглед на з > 1 траке у остатку блиског инфрацрвеног кадра са ЈВСТ раним ЦЕЕРС сликама“ Аутор Иуцхен Гуо, Схарда Јоји, Степхен Л Финкелстеин, Зили Цхен, Аиден Веисс, Мицхаела П Баглеи, Гуиллермо Барров, Стеген & Виттс, Дале Д. Кошевски, Јехан С. Карталтепе, Елизабет Џ. МцГратх, Хенри Ц. Фергусон, Бахрам Мобацхер, Мауро Гивалеску, Раи А. Луцас, Георге А. Завала, Јеннифер М. Лутз, Норман А. Гројеан, Марк Хуертас-Цомпани, Јесус Вега-Ферреро, Нимисх П. Хатхи, Пабло Аррабал Харо, Марк Дикинсон, Антон М. Кокемоер, Кејси Паповић, Нор Пирзкал, ЛИ Аарон Јанг, Брен Е. Бекхаус, Ерик Ф. Бел, Антонело Калабро, Никко Г. Клири, Розмери Т. Коган, МЦ Купер, Лука Константин, Дарен Кротон, Келси Дејвис, Александар де ла Вега, Авишај Декел, Максимилијан Франко, Џонатан П. Гарднер, Бен В. Холверда, Тејлор А. Хачисон, Вирај Пандија, Пабло Г. Перез-Гонзалес, Свара Равиндранат, Кејтлин Роуз, Џонатан Р. Трамп, Вајхен Ванг прихваћен, Астропхисицал Јоурнал Леттерс.
арКсив: 2210.08658

Други коаутори са Универзитета у Остину су Стивен Финкелштајн, Михаела Бегли и Максимилијан Франко. Десетине коаутора из других институција долазе из Сједињених Држава, Уједињеног Краљевства, Јапана, Шпаније, Француске, Италије, Аустралије и Израела.

Средства за ово истраживање су делимично обезбедили Фондација Роланд К. Блумберг за астрономију, Хеисинг-Симонс фондација и НАСА. Овај рад се ослањао на ресурсе Тексашког центра за напредно рачунарство, укључујући Фронтера, најмоћнији суперкомпјутер на америчком универзитету.