Forbedret model for massefordelingen af ​​galaksehoben SMACS J0723.3−7327 baseret på Webb-teleskopbillede

Ved at bruge det første videnskabelige billede, der blev frigivet af James Webb Space Telescope (JWST) i denne måned, har et internationalt hold af videnskabsmænd med betydeligt bidrag fra Münchens Tekniske Universitet (TUM) bygget en forbedret model for massefordelingen af ​​galaksehoben SMACS J0723 .3−7327. Forgrundsgalaksehoben fungerer som en såkaldt gravitationslinse og producerer både flere billeder af baggrundsgalakser og forstørrer disse billeder. En familie af sådanne mange billeder tilhører en galakse, som modellen forudser at være i en afstand på omkring 13 Gyrs, dvs. hvis lys rejste omkring 13 milliarder år, før det nåede teleskopet.

Det første videnskabelige billede frigivet af James Webb Space Telescope (JWST) var af en gravitationslinse, især galaksehoben SMACS J0723.3−7327. Gravitationslinser, især galaksehobe, forstørrer lyset fra baggrundsgalakser og producerer flere billeder af disse. Før JWST var 19 flere billeder af seks baggrundskilder kendt i SMACS J0723.3−7327. JWST-dataene afslørede nu yderligere 27 flere billeder fra yderligere ti linsekilder.

"I dette første skridt mod den vej, JWST åbnede, brugte vi de seneste data fra dette helt nye teleskop til at modellere linseeffekten af ​​SMACS0723 med stor nøjagtighed," påpeger Gabriel Bartosch Caminha, postdoc ved TUM, Max Planck Institute for Astrofysik (MPA) og det tyske center for kosmologisk linse (GCCL). Samarbejdet brugte først data fra Hubble Space Telescope (HST) og Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) til at bygge en "præ-JWST" linsemodel og forfinede den derefter med nyligt tilgængelig JWST nær-infrarød billeddannelse. "JWST-billeddannelsen er helt forbløffende og smuk og viser mange flere baggrundskilder med flere linser, hvilket gjorde det muligt for os at forfine vores linsemassemodel væsentligt," tilføjer han.

En af de mest nøjagtige modeller til rådighed

Mange af disse nye linsede kilder har endnu ikke afstandsestimater, og forskerne brugte deres massemodel til at forudsige, hvor langt væk disse linsede galakser højst sandsynligt er. En af dem viste sig sandsynligvis at være i den fantastiske afstand af 13 Gyrs (rødforskydning> 7,5), dvs. dens lys blev udsendt under universets tidlige stadier. Denne galakse er multipliceret til tre billeder, og dens lysstyrke forstørres med en faktor på μ≈20 i alt.

Men for at studere disse primordiale objekter er det grundlæggende at beskrive linseeffekten af ​​forgrundsgalaksehoben nøjagtigt. "Vores nøjagtige massemodel danner grundlaget for udforskningen af ​​JWST-dataene," understreger Sherry Suyu, professor i observationel kosmologi ved TUM, Max Planck Research Group Leader ved MPA og en gæsteforsker ved Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics. "De spektakulære JWST-billeder viser et stort udvalg af stærkt linsede galakser, som kan studeres i detaljer takket være vores nøjagtige model."

Den nye model for massefordelingen af ​​forgrundsklyngen er i stand til at gengive positionerne af alle flere billeder med høj nøjagtighed, hvilket gør modellen til en af ​​de mest nøjagtige tilgængelige. Til opfølgende undersøgelser af disse kilder er linsemodellerne, inklusive forstørrelseskort og rødforskydninger (dvs. afstande) estimeret fra modellen gjort offentligt tilgængelige. "Vi er meget begejstrede for dette," tilføjer Suyu. "Vi venter spændt på fremtidige JWST-observationer af andre galaksehobe med stærke linser. Disse vil ikke kun give os mulighed for bedre at begrænse massefordelingen af ​​galaksehobe, men også at studere galakser med høj rødforskydning." + Udforsk yderligere

Hvordan James Webb-rumteleskopet lader os se de første galakser i universet