Teleskop Luar Angkasa Webb menangkap penggabungan galaksi dan quasar yang menakjubkan di alam semesta jauh

Sebuah tim peneliti internasional, yang dipimpin oleh Institut Astrofisika Nasional Italia (INAF), telah mampu menggunakan Teleskop Luar Angkasa James Webb (JWST) untuk menangkap peristiwa luar biasa di alam semesta yang jauh: interaksi dramatis antara quasar dan dua bulan masif. galaksi dalam sistem PJ308-21.

Penemuan luar biasa ini memberikan wawasan baru mengenai pertumbuhan galaksi di awal alam semesta, dan memberikan gambaran sekilas tentang proses yang membentuk alam semesta selama tahun-tahun pembentukannya.

Mengamati interaksi antara quasar dan galaksi

Pada bulan September 2022, proyek JWST akan diluncurkan Spektrometer inframerah dekat (NIRSpec) saya telah memperhatikan Sistem PJ308-21Sebuah studi baru-baru ini mengungkapkan rincian yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang penggabungan quasar dengan galaksi. Quasar, yang terletak di galaksi yang ada ketika alam semesta berusia kurang dari satu miliar tahun, diamati dengan ketelitian yang luar biasa.

Instrumen NIRSpec menangkap spektrum quasar dengan ketidakpastian kurang dari 1% per piksel, sehingga memungkinkan peneliti mempelajari sifat fisik gas di dalamnya. Galaksi induk quasar Dan galaksi-galaksi yang menyertainya. Tingkat detail yang tinggi ini telah memberikan data berharga yang membantu memahami tahap awal pembentukan galaksi dan peran quasar dalam proses ini.

Metalisitas tinggi dan pembentukan bintang

Galaksi induk PJ308-21 menunjukkan sifat metalik dan kondisi foton yang tinggi Inti galaksi yang aktif (AGN), sedangkan salah satu galaksi bulan menunjukkan kandungan logam yang rendah dan fotoionisasi akibat pembentukan bintang. Galaksi satelit kedua, yang sebagian difotoionisasi oleh quasar, juga menunjukkan kandungan logam yang tinggi.

Pengamatan ini mengkonfirmasi bahwa quasar dan bintang Galaksi di sekitarnya Sebuah studi baru-baru ini menunjukkan bahwa lubang hitam di pusat quasar dengan pergeseran merah tinggi dan galaksi-galaksi yang menampungnya mengalami pertumbuhan yang sangat efisien dan bergejolak dalam miliaran tahun pertama sejarah alam semesta, dibantu oleh kayanya lingkungan galaksi tempat sumber-sumber ini terbentuk. .

Teknik inovatif untuk analisis terperinci

Pengamatan dilakukan sebagai bagian dari salah satu dari sembilan proyek yang dipimpin Italia pada siklus observasi pertama James WebbTim menggunakan spektroskopi lapangan terintegrasi, yang memungkinkan mereka mengamati seluruh spektrum rentang optik dari setiap piksel dalam gambar.

Teknik ini memungkinkan untuk mempelajari berbagai pelacak gas dan sifat-sifatnya. Media antarbintang terionisasitermasuk sifat logam, pengaburan debu, kerapatan elektron, suhu, dan laju pembentukan bintang.

Federica Loiacono, ahli astrofisika dan peneliti di Institut Penelitian Ekonomi NasionalDia menekankan pentingnya pengamatan ini: “Berkat NIRSpec, untuk pertama kalinya kita dapat mempelajari pita optik dalam sistem PJ308-21, yang kaya akan data diagnostik berharga tentang sifat-sifat gas di dekat lubang hitam di galaksi yang menjadi tuan rumah. quasar dan galaksi di sekitarnya. Kita dapat melihat, misalnya, “Emisi atom hidrogen dan perbandingannya dengan unsur-unsur kimia yang dihasilkan oleh bintang-bintang untuk menentukan seberapa kaya gas di galaksi dalam logam.”

Wawasan dari analisis data tingkat lanjut

Data yang dikumpulkan melalui observasi ini memungkinkan peneliti untuk mendalami kondisi dan proses yang terjadi di… Ini adalah galaksi-galaksi awalDengan mempelajari garis emisi berbagai unsur, tim dapat menentukan sifat-sifat media antarbintang yang terionisasi, seperti sumber dan intensitas radiasi cahaya pengion, tingkat logam, serta kepadatan dan suhu elektron.

Analisis mendetail ini memberikan gambaran lebih jelas mengenai kondisi fisik Di galaksi “Dan bagaimana ia berinteraksi dengan quasar di pusatnya. Keahlian dalam mereduksi dan mengkalibrasi data ini, yang merupakan data pertama yang dikumpulkan menggunakan NIRSpec dalam mode spektroskopi lapangan terintegrasi, telah memastikan keuntungan strategis bagi komunitas Italia dalam mengelola data serupa. dari program lain,” kata Loiacono.

Implikasinya bagi sejarah universal

Kemampuan untuk mempelajari komposisi kimia dan sifat fisik galaksi secara mendetail mempunyai implikasi besar bagi pemahaman kita tentang sejarah kosmik dan evolusi kimia galaksi. Data dikumpulkan oleh James Webb Hal ini memungkinkan para astronom memetakan pengayaan logam di galaksi yang diamati ketika alam semesta masih dalam masa pertumbuhan.

“Sampai beberapa tahun yang lalu, data tentang pengayaan logam (yang penting untuk memahami evolusi kimia galaksi) hampir sulit dipahami, terutama pada jarak ini,” kata Roberto DeCarli. “Sekarang kita dapat memetakannya secara detail hanya dalam beberapa jam pengamatan, bahkan pada “Galaksi-galaksi yang kita amati ketika alam semesta masih dalam masa pertumbuhan.”

Kemampuan untuk mengukur dan menganalisis sifat kimia Galaksi awal Hal ini membuka cakrawala baru untuk memahami proses yang mengatur pembentukan dan perkembangannya.

Dampak transformatif dari Teleskop Luar Angkasa James Webb

Temuan dari penelitian ini tidak hanya menjelaskan pertumbuhan dan perkembangan awal Galaksi dan lubang hitam Namun hal ini juga menunjukkan dampak transformatif dari kemampuan canggih Teleskop Luar Angkasa James Webb.

Teleskop Luar Angkasa James Webb Sensitivitas tinggi pada spektrum inframerah dekat dan menengah memungkinkan presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam mengamati objek jauh, sehingga memungkinkan pengumpulan data terperinci yang sebelumnya tidak dapat diakses. “Pekerjaan ini mewakili perjalanan emosional yang nyata, dengan kebutuhan untuk mengembangkan solusi inovatif untuk mengatasi kesulitan awal dalam reduksi data,” DiCarli berbagi, menyoroti tantangan dan keberhasilan proses penelitian.

menyukai James Webb Teleskop Luar Angkasa Hubble terus mengamati alam semesta, dan diharapkan dapat mengungkap lebih banyak penemuan inovatif yang akan memperdalam pemahaman kita tentang alam semesta dan proses mendasar yang membentuk evolusinya.