Webb coglie il misterioso ritorno di un oggetto spettrale: “Questa cosa è un vero mostro!”

IL Telescopio spaziale James WebbLa scoperta di AzTECC71, una galassia polverosa che forma stelle proveniente dall’universo primordiale, mette in discussione le ipotesi precedenti sulla diffusione e la formazione delle galassie e fornisce nuove intuizioni sulla storia cosmica e sull’evoluzione delle galassie.

Apparve inizialmente come una bolla luminosa dai telescopi terrestri e poi scomparve completamente nelle immagini del telescopio spaziale Hubble. Ora, l’oggetto spettrale è riapparso come una galassia debole ma distinta in un’immagine scattata dal James Webb Space Telescope (JWST).

Approfondimenti dalla collaborazione COSMOS-Web

Gli astronomi in collaborazione con COSMOS-Web hanno identificato l’oggetto AzTECC71 come una galassia polverosa in cui si stanno formando stelle. O in altre parole, una galassia che è stata impegnata a formare molte nuove stelle ma che è stata ricoperta da una coltre di polvere attraverso la quale è difficile vedere, circa un miliardo di anni dopo la comparsa della Terra. la grande esplosione. In precedenza si pensava che queste galassie fossero estremamente rare nell’universo primordiale, ma questa scoperta, oltre a più di una dozzina di ulteriori candidate nella prima metà dei dati di COSMOS-Web che non sono ancora state descritte nella letteratura scientifica, suggeriscono che potrebbero essere da tre a 10 volte come previsto.

Un composito di colori della galassia AzTECC71 ottenuto da più filtri colorati nello strumento NIRCam sul telescopio spaziale James Webb. Credito: J. McKinney/M. Franco/C. Casey/Università del Texas ad Austin

Significato astrofisico e risultati della ricerca

“Questa cosa è una vera bestia”, ha detto Jed McKinney, ricercatore post-dottorato presso l’Università del Texas ad Austin. “Anche se sembra una piccola bolla, in realtà forma centinaia di nuove stelle ogni anno. Il fatto che anche questa cosa estrema possa a malapena essere vista nelle immagini più sensibili del nostro nuovo telescopio è molto emozionante per me. Probabilmente ci dice che “C’è un sacco di galassie che si nascondono da noi.”

Se questa scoperta fosse confermata, indicherebbe che l’universo primordiale era più polveroso di quanto si pensasse in precedenza.

Il team ha pubblicato i suoi risultati in IL Giornale astrofisico.

Il progetto COSMOS-Web – la più grande iniziativa di ricerca primaria del JWST, co-guidata da Caitlin Casey, professore associato presso l’Università del Texas ad Austin – Mira a mappare fino a un milione di galassie Da una porzione di cielo grande quanto tre lune piene. L’obiettivo è in parte studiare le prime strutture dell’universo. Il team di oltre 50 ricercatori ha registrato 250 ore di osservazione nel primo anno di utilizzo del James Webb Space Telescope, ricevendo il primo lotto di dati nel dicembre 2022, con altri in arrivo fino a gennaio 2024.

AzTECC71 può essere visto chiaramente nel filtro colorato più rosso dello strumento NIRCam sul telescopio spaziale James Webb (F444W, all’estrema destra), ma per nulla nei filtri più blu (F115W e 150W, a sinistra). Credito: J. McKinney/M. Franco/C. Casey/Università del Texas ad Austin

Progresso tecnologico e ricerca futura

Una galassia polverosa che forma stelle è difficile da vedere alla luce ottica perché gran parte della luce proveniente dalle sue stelle viene assorbita da un velo di polvere e riemessa a lunghezze d’onda più rosse (o più lunghe). Prima del JWST, gli astronomi a volte le chiamavano “Hubble Dark Galaxies”, un riferimento al telescopio spaziale precedentemente più sensibile.

“Fino ad ora, l’unico modo in cui siamo stati in grado di vedere le galassie nell’universo primordiale è da una prospettiva ottica utilizzando Hubble”, ha detto McKinney. “Ciò significa che la nostra comprensione della storia evolutiva delle galassie è distorta perché vediamo solo galassie non oscurate e meno polverose”.

Questa galassia, AzTECC71, è stata scoperta per la prima volta come una bolla confusa di emissione di polvere da una fotocamera montata sul telescopio James Clerk Maxwell alle Hawaii, che vede a lunghezze d’onda comprese tra il lontano infrarosso e le microonde. Il team di COSMOS-Web ha poi scoperto l’oggetto nei dati raccolti da un altro team utilizzando… Alma Un telescopio in Cile ha una risoluzione spaziale più elevata e può vedere nell’infrarosso. Ciò ha permesso loro di restringere la posizione della fonte. Quando hanno esaminato i dati del telescopio spaziale James Webb nell’infrarosso a una lunghezza d’onda di 4,44 micron, hanno trovato una debole galassia esattamente nello stesso posto. A lunghezze d’onda della luce più corte, inferiori a 2,7 micron, era invisibile.

Confronto tra Telescopio spaziale HubbleImmagine di AzTECC71 e immagine corrispondente dal telescopio spaziale James Webb. Credito: J. McKinney/M. Franco/C. Casey/Università del Texas ad Austin

Ora, il team sta lavorando per scoprire altre galassie JWST deboli.

“Utilizzando il telescopio spaziale James Webb, possiamo per la prima volta studiare le proprietà ottiche e infrarosse di queste galassie nascoste che sono pesantemente oscurate dalla polvere, perché sono così sensibili che non possono semplicemente scrutare i confini più remoti della galassia “, ha detto McKinney. L’universo, ma può penetrare anche i più spessi veli di polvere.

Il team stima che la galassia sia vista con uno spostamento verso il rosso di circa 6, che si traduce in circa 900 milioni di anni dopo il Big Bang.

Riferimento: “Una galassia polverosa, nel vicino infrarosso, illuminata nel lontano infrarosso a z ∼ 5 in COSMOS-Web” di Jed McKinney, Sinclair M. Manning, Olivia R. Cooper, Arianna S. Long, Hollis Akins, Caitlin M. Casey, Andreas L. Faist, Maximilian Franco, Christopher C. Hayward, Irene Lambridis, Georgios Magdis, Katherine E. Whittaker, Min Yun, Jacqueline B. Champagne, Nicole E. Drakos, Fabrizio Gentile, Stephen Gilman, Kasim Gozaliasl, Olivier Elbert , Xuwen Jin, Anton M. QuickmoreVasily KokorevDaizhong LiuR. Michael RichBrant E. Robertson, Francesco Valentino, John R. Weaver, Jorge A. Zavala, Natalie Allen, Jehan S. Kartaltepe, Henry Joy McCracken, Luiz Baquero, Jason Rhodes, Marko Shontov e Son Toft, 10 ottobre 2023, Giornale astrofisico.
doi: 10.3847/1538-4357/acf614

Gli autori dello studio dell’Università del Texas ad Austin sono McKinney, Casey, Olivia Cooper (National Science Foundation Graduate Research Fellow), Ariana Long (A) NASA Hubble Fellow), Hollis Akins e Maximilian Franco.

Il supporto è stato fornito dalla NASA attraverso una sovvenzione dello Space Telescope Science Institute.