5 maneras de cambiar la ciencia JWST de la NASA para siempre

Creando las mejores herramientas científicas Nos empodera para explorar el universo. Como antes.

Destellando a la luz del sol mientras se retira de la vista de la etapa final del cohete Ariane 5, el telescopio espacial James Webb de la NASA se dirige hacia su destino final con la máxima cantidad de combustible que podemos esperar. Esperamos una vida útil de más de 20 años para JWST, en lugar de los 5,5-10 años planificados de actividad científica.

(deuda: NASATV/YouTube)

Ahora Completamente utilizado y alquiladoJWST pronto comenzará operaciones científicas.

Esta animación de tres paneles muestra la diferencia entre 18 imágenes individuales no alineadas, con las mismas imágenes mejor configuradas después de cada sección, y luego la imagen final, que se apila por separado de los 18 espejos de JWST. La forma de esa estrella, conocida como «estrella copo de nieve», se puede mejorar con una mejor calibración.

(Préstamos: Compilado por NASA / STScI, E. Seagal)

Sin embargo, muchas preguntas universales Definitivamente será respondidoLas mayores revoluciones surgen inesperadamente.

Este es un mosaico JWST/NIRCam creado con JAGUAR y el simulador de imagen NIRCam Guitarra a la profundidad esperada en el proyecto JADES Deep. En el primer año de actividad científica, James Webb rompió muchos de los récords establecidos por Hubble en sus 32 años (y contando) de vida, incluidos los récords de la galaxia más lejana y la estrella más lejana.

(deuda: C. Williams et al., ABJ, 2018)

Aquí hay cinco preguntas para eso. JWST puede responder cuidadosamenteCambiando permanentemente nuestra percepción del universo.

Aunque Spitzer (lanzado en 2003) fue anterior a WISE (lanzado en 2009), tenía un espejo más grande y un campo de visión más estrecho. La primera imagen JWST en longitudes de onda comparables, como se muestra, puede resolver las mismas características en la misma área con una precisión sin precedentes. Esta es una vista previa de la ciencia en la que nos estamos metiendo.

(deuda: NASA y WISE/SSC/IRAC/STScI, compilado por Andros Gaspar)

1.) ¿Hay alguna firma en las Súper Tierras cercanas?

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extraterrestre

Si hubiera otros planetas habitando nuestra galaxia, la tecnología estaría a nuestra disposición dentro de este siglo o tal vez incluso en esta década, y podría detectarse primero. JWST, que tiene tanto cronógrafo como enormes capacidades de infrarrojo espectroscópico, podría encontrar la primera evidencia de vida más allá de nuestro sistema solar si tuviéramos mucha suerte.

(deuda: NASA Ames/JPL-Caltech/T. Expediente)

Si hay signos de vida inesperada en las atmósferas de los mundos de Super Earth, JWST los revelará.

Cuando un exoplaneta pasa frente a su estrella madre, parte de esa luz estelar se filtra a través de la atmósfera del exoplaneta, lo que permite que esa luz se descomponga en sus longitudes de onda y clasifique la composición atómica y molecular de la atmósfera. Si el planeta estuviera habitado, podríamos revelar firmas de vida únicas.

(deuda: NASA Ames / JPL-Caltech)

Serán nuestros primeros Consejos para vivir fuera del sistema solar.

A medida que la luz de las estrellas atraviesa la atmósfera del exoplaneta, se incrustan firmas. La presencia o ausencia de diversas especies atómicas y moleculares en la atmósfera del exoplaneta puede revelarse mediante la técnica de espectroscopia de tránsito, según la longitud de onda y la intensidad de las características de emisión y absorción.

(deuda: ESA / David Sing / Tránsitos y oscilaciones planetarias de estrellas (PLATO) trabajo)

2.) ¿Existen las estrellas más antiguas en las galaxias más distantes?

Las primeras estrellas y galaxias en formarse deben albergar estrellas de la población III: 99,999999% Hidrógeno y helio Las estrellas están formadas exclusivamente por elementos formados durante una erupción caliente. Tales poblaciones nunca han sido vistas ni confirmadas, pero algunos creen que el Telescopio Espacial James Webb las revelará. Mientras tanto, las galaxias distantes son todas muy brillantes e inherentemente azules, pero no muy bonitas.

(deuda: Pablo Carlos Budassi / Wikimedia Commons)

Al comprender y medir estrellas de segunda generación, JWST puede detectar luz estelar adicional de primera generación con ellas.

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Descripción de CR7, la primera galaxia que se cree que contiene estrellas de población III: las primeras estrellas que se forman en el universo. Estas estrellas no eran primitivas, pero más tarde se determinó que formaban parte de una población de estrellas pobres en metales. Las primeras estrellas de todas deben haber sido más pesadas, más grandes y más cortas que las estrellas que vemos hoy. Un pueblo estelar verdaderamente primitivo.

(deuda:ESO/M. triturador de maíz)

3.) ¿Funcionan energéticamente los agujeros negros en las galaxias energéticas?

GNz7q

La idea del artista del polvoriento centro del híbrido galaxia-cuásar GNz7q muestra un enorme agujero negro en crecimiento en el centro de la polvorienta galaxia que crea nuevas estrellas en cada clip de masa de ~ 1600 masa solar. Año: 3000 veces más que la Vía Láctea.

(deuda: ESA/Hubble, N. Bartmann)

Al medir con precisión la energía radiada a través del polvo, JWST se puede expresar Función oculta de agujero negro supermasivo.

En esta comparación, los datos del Hubble se muestran en púrpura, mientras que los datos de ALMA, que emiten polvo y gas frío (que indican el potencial de formación de estrellas), están cubiertos de naranja. Claramente, Alma revela no solo características y detalles que el Hubble no puede hacer, sino que, en algunos casos, muestra la existencia de objetos que el Hubble no puede ver. Al plegar los datos del JWST, podemos identificar si los agujeros negros preceden a la existencia de estrellas y galaxias.

(deuda: பி. Saxton (NRAO/AUI/NSF); Alma (ESO/NAOJ/NRAO); Hubble de la NASA/ESA)

4.) ¿El universo nació con agujeros negros?

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híbrido cuásar-galaxia

Esta pequeña porción de campo profundo de GOODS-N, filmada con Hubble, Spitzer, Chandra, XMM-Newton, Herschel, VLT y muchos otros observatorios, tiene un punto rojo aparentemente no especificado. Ese objeto, un híbrido cuásar-galaxia solo 730 millones de años después del Big Bang, puede ser clave para desentrañar el misterio de la evolución de las galaxias y los agujeros negros. La evidencia de la existencia física y la ubicuidad de los agujeros negros, que alguna vez se especuló, ahora es abundante.

(deuda: NASA, ESA, G. Illingworth (UCSC), P. Oesch (UCSC, Yale), R. Bouwens (LEI), I. Labbe (LEI), Cosmic Dawn Center / Instituto Niels Bohr / Universidad de Copenhague, Dinamarca)

Al examinar las primeras galaxias, JWST revelará su historia de formación.

Cuando el universo tenía 100 millones de años, si comienzas con el agujero negro semilla inicial, hay un límite a la velocidad a la que puede crecer: el límite de Eddington. Estos agujeros negros comienzan a ser más grandes de lo que esperan nuestras teorías, se desarrollan antes de lo que nos damos cuenta o nuestra comprensión actual crece más rápido de lo que alcanzamos los valores de masa que observamos. Explorar los híbridos Quasar-Galaxy puede tener la clave para desentrañar este misterio.

(Crédito: F. Wang, AAS237)

Si Los agujeros negros preceden a las primeras estrellasJWST puede localizar fuentes clave.

Agujeros negros primitivos

Si el universo naciera con agujeros negros completamente por debajo del estándar, si esos agujeros negros funcionaran como las semillas de los gigantescos agujeros negros que penetrarían en nuestro universo, habría firmas en futuros laboratorios como el Telescopio Espacial James Webb. , Sé sensible.

(deuda: Agencia Espacial Europea)

5.) ¿Cómo se forman las galaxias sin materia oscura?

Muchas galaxias cercanas, todas las galaxias del grupo local (a menudo agrupadas en el extremo izquierdo), muestran la relación entre su dispersión de masa y velocidad, lo que indica la presencia de materia oscura. NGC 1052-DF2 fue la primera galaxia conocida que se formó a partir de materia ordinaria y luego se fusionó con DF4 en 2019. Sin embargo, galaxias como Segue 1 y Segue 3 son particularmente negras; Hay una variedad de propiedades, y las galaxias sin materia oscura no se entienden correctamente.

(deuda: S. Danieli et al., ABJL, 2019)

Ambos mecanismos principales de formación requieren la interacción de galaxias. Para separar el objeto oscuro del objeto ordinario.

Se determinó que la galaxia NGC 1052-DF4, una de las dos galaxias satélite de NGC 1052, estaba internamente desprovista de materia oscura, mostrando alguna evidencia de interrupción de las mareas; Una vez que las fuentes de luz circundantes se han modelado y eliminado con precisión, se puede ver fácilmente un efecto en el panel de la derecha. Es poco probable que tales galaxias sobrevivan mucho tiempo en ambientes fértiles sin materia oscura, pero sus mecanismos de formación aún están en discusión.

(deuda: M. Montes et al., ApJ, 2020)

Si hay algo más en la historia, JWST nos lo enseñará.

Galaxias sin materia oscura

A principios de 2022, por primera vez, una simulación cosmológica creó galaxias deficientes en materia oscura que coincidían con nuestras galaxias observadas que no tienen materia oscura en una variedad de propiedades. En el futuro, mejores observaciones y conjuntos de datos más grandes podrán probar fuertemente estas predicciones y determinar la efectividad de la simulación.

(deuda: j Moreno et al., Astronomía Natural, 2022)

A menudo Mood Monday es una historia astronómica con imágenes, escenas y no más de 200 palabras. Habla menos; Rie mas.

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