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NASA Web pour révéler les richesses de l’univers primordial

Cette image montre où le télescope spatial James Webb observera le ciel dans le Hubble Ultra Deep Field, qui se compose de deux champs. Le General Next-Generation Deep Extragalactic Expeditionary Survey (NGDEEP), dirigé par Stephen L. Finkelstein, dirigera l’imageur Webb’s Near Infrared and Notch Spectrograph (NIRISS) sur le Hubble Ultra Deep Core Field (en orange), le proche infrarouge de Webb. La caméra (NIRCam) est dans le champ parallèle (indiqué en rouge). Le programme dirigé par Michael Maceda surveillera le champ primaire (en bleu) à l’aide du spectrographe proche infrarouge de Webb (NIRSpec). Crédit : Science : NASA, ESA, Anton M. Cuquemore (STScI) Illustration : Alyssa Pagan (STScI)

Pendant des décennies, les télescopes nous ont aidés à capter la lumière des galaxies qui se sont formées près de 400 millions d’années après le Big Bang, incroyablement tôt dans les 13,8 milliards d’années d’histoire de l’univers. Mais quelles étaient ces galaxies qui existaient même avant cela, lorsque l’univers était translucide au début d’une période connue sous le nom d’ère de la réionisation ? Le prochain observatoire révolutionnaire de la NASA, le télescope spatial James Webb, est sur le point d’ajouter de nouvelles richesses à notre richesse de connaissances, non seulement en capturant des images des premières galaxies des premières centaines de millions d’années après le Big Bang, mais aussi en donnant nous les données détaillées connues sous le nom de spectres. Grâce aux observations de Webb, les chercheurs pourront pour la première fois nous parler de la formation et de la composition des galaxies individuelles dans l’univers primitif.


Le Next Generation Exploration General Deep Extragalactic Survey (NGDEEP), co-dirigé par Stephen L. Finkelstein, professeur agrégé à l’Université du Texas à Austin, ciblera les deux mêmes régions qui composent le champ ultra-profond de Hubble – emplacements dans la constellation Fornax où Hubble a passé plus de 11 ans, une journée en pleine exposition. Pour produire ses observations, le télescope spatial Hubble a ciblé simultanément des régions proches du ciel à l’aide de deux instruments – légèrement équilibrés l’un par rapport à l’autre – connus sous le nom de champ primaire et parallèle. « Nous avons le même avantage avec Webb », a expliqué Finkelstein. « Nous utilisons deux outils scientifiques simultanément, et ils surveilleront constamment. » Ils pointeront l’imageur et le spectrographe proche infrarouge de Webb (NIRISS) sur le noyau Hubble Ultra Deep Field et la caméra proche infrarouge de Webb (NIRCam) sur le champ parallèle, obtenant deux fois plus pour l’argent pour le temps du télescope .

Pour l’imagerie avec NIRCam, ils surveilleront plus de 125 heures. À chaque minute qui passait, ils obtiendraient de plus en plus d’informations de plus en plus profondément dans l’univers. Que cherchent-ils ? Certains des plus proches galaxies qui s’est formé. « Nous avons de très bonnes indications de Hubble qu’il y a des galaxies en place quelque temps après 400 millions d’années .le Big Bangdit Finkelstein. Celles que nous voyons avec Hubble sont très grandes et très lumineuses. Il est très probable qu’il existe des galaxies plus petites et plus faibles qui se sont formées encore plus tôt et attendent d’être découvertes. »

Ce programme utilisera environ un tiers du temps que Hubble a jusqu’à présent consacré à des enquêtes similaires. Pourquoi? En partie parce que les outils Web sont conçus pour capturer la lumière infrarouge. Lorsque la lumière voyage à travers l’espace vers nous, elle s’étend à des longueurs d’onde plus longues et plus rouges en raison de l’expansion de l’univers. « Webb nous aidera à repousser toutes les limites », a déclaré Jennifer Lutz, co-investigatrice de la proposition et directrice de l’Observatoire Gemini, qui fait partie du NOIRLab (National Optical and Infrared Astronomy Research Laboratory) de la National Science Foundation. « Nous publierons les données immédiatement au profit de tous les chercheurs. »

Ces chercheurs s’attacheront également à identifier teneur en minéraux Dans chaque galaxie, en particulier dans les galaxies plus petites et moins faibles qui n’ont pas encore été examinées en profondeur – en particulier avec l’instrument Spectra Webb de NIRISS. « L’une des principales façons dont nous suivons l’évolution à travers le temps cosmique est la quantité de minéraux dans la galaxie », a expliqué Danielle Berg, professeure adjointe à l’Université du Texas à Austin et chercheuse co-auteur de la proposition. Au début de l’univers, il n’y avait que de l’hydrogène et de l’hélium. De nouveaux éléments ont été formés par des générations successives d’étoiles. En cataloguant le contenu de chaque galaxie, les chercheurs pourront déterminer avec précision quand différents éléments étaient présents et mettre à jour des modèles qui montrent comment les galaxies du monde ont évolué. univers primitif.

Faites un voyage dans le temps et l’espace dans l’univers primitif avec le télescope spatial James Webb de la NASA. Comment Webb révélera-t-il les premières galaxies inédites ? Que recherchent les astronomes ? Découvrez les réponses à ces questions et plus encore avec cette vidéo. Crédit : NASA, ESA, ASC, Daniel Kirchenblatt (STScI)

Décollez de nouvelles couches

Un autre programme dirigé par Michael Maceda, professeur agrégé à l’Université du Wisconsin-Madison, examinera le champ central ultra-profond de Hubble à l’aide d’un réseau de microshots à l’intérieur du spectromètre proche infrarouge de Webb (NIRSpec). Cet outil renvoie des spectres d’objets spécifiques basés sur les volets miniatures que les chercheurs ouvrent. « Ces galaxies ont existé pendant le premier milliard d’années de l’histoire de l’univers, sur lesquelles nous avons très peu d’informations jusqu’à présent », a expliqué Maceda. « Webb présentera le premier grand échantillon qui nous donnera l’occasion de le comprendre en détail. »

Nous savons que ces galaxies existent grâce aux observations approfondies que cette équipe – avec une équipe de recherche internationale – a faites avec l’instrument MUSE (Multi-Unit Spectral Explorer) du Very Large Telescope au sol. Bien que MUSE soit « l’explorateur », identifiant les galaxies plus petites et plus faibles dans ce champ profond, Webb sera le premier télescope à décrire complètement leurs compositions chimiques.

Ces galaxies extrêmement lointaines ont des implications importantes pour notre compréhension de la façon dont galaxies Formé dans l’univers primitif. « Webb ouvrira un nouveau champ de découverte », a expliqué Anna Feltri, chercheuse à l’Institut national d’astrophysique en Italie et co-chercheuse. « Ses données nous aideront à comprendre exactement ce qui se passe lorsqu’une galaxie se forme, y compris les minéraux qu’elle contient, à quelle vitesse elle se développe et si elle a réellement trous noirs. « 

Cette recherche sera menée dans le cadre des programmes General Observer (GO) de Webb, qui sont sélectionnés de manière compétitive à l’aide d’un double examen anonyme, le même système utilisé pour allouer le temps sur le télescope spatial Hubble.


Les premières images scientifiques en couleur du télescope Webb seront publiées en juillet


la citation: Site Web NASA Early Universe Riches Uncover (2022, 22 juin) Extrait le 23 juin 2022 de https://phys.org/news/2022-06-nasa-webb-uncover-riches-early.html

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