James Webb-teleskopet vil afsløre skjulte galakser

To nye undersøgelser fra University of Melbourne vil hjælpe den største, det mest kraftfulde og komplekse rumteleskop, der nogensinde er bygget til at afsløre galakser, der aldrig før er set af menneskeheden.

Bladene udgives i The Astrophysical Journal og Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society og vis, at NASAs James Webb-rumteleskop, planlagt til lancering sidst næste år, vil afsløre skjulte galakser.

Kraftige lys kaldet 'kvasarer' er de lyseste objekter i universet. Drevet af supermassive sorte huller op til en billion gange vores sols masse, de overstråler hele galakser med milliarder af stjerner. Simuleringer ledet af Science Ph.D. kandidat, Madeline Marshall, viser, at selvom selv NASAs Hubble-rumteleskop ikke kan se galakser, der i øjeblikket er skjult af disse kvasarer, James Webb-teleskopet vil være i stand til at komme forbi blændingen.

"Webb vil åbne muligheden for at observere disse meget fjerne værtsgalakser for første gang, " sagde Marshall, som udførte sin forskning ved ARC Center of Excellence in All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (ASTRO 3-D).

"Det kan hjælpe os med at besvare spørgsmål som:Hvordan kan sorte huller vokse sig så store så hurtigt? Er der en sammenhæng mellem massen af ​​galaksen og massen af ​​det sorte hul, som vi ser i det nærliggende univers?"

Selvom kvasarer er kendt for at være i centrum af galakser, det har været svært at sige, hvordan disse galakser er, og hvordan de kan sammenlignes med galakser uden kvasarer.

"Ultimativt, Webbs observationer skulle give ny indsigt i disse ekstreme systemer, " sagde ASTRO 3-D medforfatter Stuart Wyithe fra University of Melbourne. "De data, den indsamler, vil hjælpe os med at forstå, hvordan et sort hul kan vokse til at veje en milliard gange så meget som vores sol på bare en milliard år. Disse store sorte huller burde ikke eksistere så tidligt, fordi der ikke har været tid nok til, at de kunne vokse sig så massive."

University of Melbourne-teamet samarbejdede med forskere fra USA, Kina, Tyskland, og Holland til at bruge Hubble-rumteleskopet til at forsøge at observere disse galakser. De brugte derefter en state-of-the-art computersimulering kaldet BlueTides, som blev udviklet af et team ledet af ASTRO 3-D fornemme besøgende, Tiziana Di Matteo, fra Carnegie Mellon University i Pittsburgh, Pennsylvania, OS.

"BlueTides er designet til at studere dannelsen og udviklingen af ​​galakser og kvasarer i de første milliard år af universets historie, " sagde Yueying Ni fra Carnegie Mellon University, der kørte BlueTides-simuleringen. "Dens store kosmiske volumen og høje rumlige opløsning gør det muligt for os at studere disse sjældne kvasarværter på et statistisk grundlag."

Holdet brugte disse simuleringer til at bestemme, hvad Webbs kameraer ville se, hvis observatoriet studerede disse fjerne systemer. De fandt ud af, at det ville være muligt at skelne værtsgalaksen fra kvasaren, selvom det stadig er udfordrende på grund af galaksens lille størrelse på himlen.

De fandt også ud af, at de galakser, der var vært for kvasarer, havde en tendens til at være mindre end gennemsnittet, spænder kun omkring 1/30 af Mælkevejens diameter på trods af, at den indeholder næsten lige så meget masse som vores galakse.

"Værtsgalakserne er overraskende små sammenlignet med den gennemsnitlige galakse på det tidspunkt, " sagde Marshall.