Bredt udsyn over det tidlige univers antyder galakse blandt de tidligste nogensinde opdaget

To nye billeder fra NASAs James Webb-rumteleskop viser, hvad der kan være blandt de tidligste galakser, der nogensinde er observeret. Begge billeder inkluderer objekter fra mere end 13 milliarder år siden, og det ene tilbyder et meget bredere synsfelt end Webbs First Deep Field-billede, som blev udgivet under stor fanfare den 12. juli. Billederne repræsenterer nogle af de første ud af et større samarbejde mellem astronomer og andre akademiske forskere går sammen med NASA og globale partnere for at afdække ny indsigt om universet.

Holdet har identificeret et særligt spændende objekt – døbt Maisies galakse til ære for projektleder Steven Finkelsteins datter – som de vurderer bliver observeret, da det var blot 290 millioner år efter Big Bang (astronomer omtaler dette som en rødforskydning på z=14) ).

Fundet er blevet offentliggjort på preprint-serveren arXiv og afventer offentliggørelse i et fagfællebedømt tidsskrift. Hvis fundet bekræftes, ville det være en af ​​de tidligste galakser, der nogensinde er observeret, og dens tilstedeværelse ville indikere, at galakser begyndte at dannes meget tidligere, end mange astronomer tidligere troede.

De hidtil uset skarpe billeder afslører en byge af komplekse galakser, der udvikler sig over tid - nogle elegant modne vindehjul, andre pjattede småbørn, atter andre plettede hvirvler af gør-si-gørende naboer. Billederne, som tog omkring 24 timer at indsamle, er fra en del af himlen nær håndtaget på Big Dipper, en konstellation, der formelt hedder Ursa Major. Det samme område af himlen blev tidligere observeret af Hubble-rumteleskopet, som set i den udvidede groth-stribe.

"Det er forbløffende at se et lyspunkt fra Hubble blive til en hel, smukt formet galakse i disse nye James Webb-billeder, og andre galakser dukker bare op ud af ingenting," siger Finkelstein, lektor i astronomi ved University of Texas kl. Austin og hovedefterforskeren for Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), hvorfra disse billeder blev taget.

CEERS-samarbejdet er sammensat af 18 medforskere fra 12 institutioner og mere end 100 samarbejdspartnere fra USA og ni andre lande. CEERS-forskere studerer, hvordan nogle af de tidligste galakser blev dannet, da universet var mindre end 5 % af sin nuværende alder, i en periode kendt som reionisering.

Før de faktiske teleskopdata kom ind, skabte Micaela Bagley, en postdoc-forsker ved UT Austin og en af ​​CEERS-billeddannelseslederne, simulerede billeder for at hjælpe holdet med at udvikle metoder til at behandle og analysere de nye billeder. Bagley ledede en gruppe, der behandlede de rigtige billeder, så dataene kunne analyseres af hele holdet.

Det store billede er en mosaik af 690 individuelle billeder, som det tog omkring 24 timer at indsamle ved hjælp af teleskopets hovedkamera, kaldet Near Infrared Camera (NIRCam). Dette nye billede dækker et område af himlen omkring otte gange så stort som Webbs første dybe felt-billede, selvom det ikke er helt så dybt. Forskere brugte supercomputere ved Texas Advanced Computing Center til den indledende billedbehandling:Stampede2 blev brugt til at fjerne baggrundsstøj og artefakter, og Frontera, verdens mest kraftfulde supercomputer på et amerikansk universitet, blev brugt til at sy billederne sammen til en enkelt mosaik .

"Højtydende computerkraft gjorde det muligt at kombinere utallige billeder og holde rammerne i hukommelsen på én gang til behandling, hvilket resulterede i et enkelt smukt billede," sagde Finkelstein.

Det andet billede blev taget med Mid-Infrared Instrument (MIRI). Sammenlignet med NIRcam har MIRI et mindre synsfelt, men fungerer med meget højere rumlig opløsning end tidligere mid-infrarøde teleskoper. MIRI registrerer længere bølgelængder end NIRCam, hvilket gør det muligt for astronomer at se kosmisk støv gløde fra stjernedannende galakser og sorte huller på beskedent store afstande og se lys fra ældre stjerner på meget store afstande. + Udforsk yderligere

Rekorden for den fjerneste galakse blev netop slået igen, nu kun 250 millioner år efter Big Bang