Das James-Webb-Teleskop zeigt entfernte Systeme in der Milchstraße
Dank des ersten wissenschaftlichen Bildes, das diesen Monat vom James Webb Space Telescope (JWST) veröffentlicht wurde, hat ein internationales Team unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Astrophysik (MPA) ein verbessertes Modell der Massenverteilung des Galaxienhaufens SMACS J0723.3 erstellt −7327 erstellen. Wie eine Gravitationslinse vervielfacht und vergrößert dieser Galaxienhaufen Bilder von Hintergrundgalaxien. Eine Familie solcher Mehrfachbilder gehört zu einer Galaxie, die nach dem neuen Modell 13 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Wenn dies bestätigt wird, unterstreicht dies die Bedeutung genauer Gravitationslinsenmodelle, um entfernte Galaxien zu identifizieren und sie im Detail zu untersuchen.
Zoomen Sie in den Kosmos: Das erste Bild des James-Webb-Weltraumteleskops des Galaxienhaufens SMACS J0723 zeigt hochgradig linsenförmige Hintergrundgalaxien in beispielloser Detailtreue. Der weiße Balken unten zeigt die Größenskala: 50 Bogensekunden sind ungefähr die maximale Größe des Jupiter von der Erde aus gesehen.
© NASA, ESA, CSA und STScI
Zoom in den Weltraum: Das erste Bild des James-Webb-Weltraumteleskops des Galaxienhaufens SMACS J0723 zeigt hochgradig linsenförmige Hintergrundgalaxien in beispielloser Detailtreue. Der weiße Balken unten zeigt die Größenskala: 50 Bogensekunden sind ungefähr die maximale Größe des Jupiter von der Erde aus gesehen.
© NASA, ESA, CSA und STScI
Das erste vom James Webb Space Telescope (JWST) veröffentlichte wissenschaftliche Bild zeigt den Galaxienhaufen SMACS J0723.3−7327. Insbesondere Galaxienhaufen können als Gravitationslinsen fungieren, das Licht von Hintergrundgalaxien vergrößern und mehrere Bilder von ihnen erstellen. Vor JWST waren hinter SMACS J0723.3−7327 insgesamt 19 Mehrfachbilder aus sechs Hintergrundquellen bekannt. Die JWST-Daten haben nun 27 zusätzliche Mehrfachbilder von zehn weiteren Objekten enthüllt.
„In diesem ersten Schritt haben wir die Daten dieses brandneuen Teleskops verwendet, um den Linseneffekt von SMACS0723 mit großer Genauigkeit zu modellieren“, sagt Gabriel Bartosz Kamiña, Postdoktorand am Max-Planck-Institut für Astrophysik (MPA) der Technischen Universität München und das Deutsche Zentrum für kosmologische Linsen (GCCL). Die Forscher verwendeten zunächst Daten des Hubble Space Telescope (HST) und des Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), um ein „Pre-JWST“-Linsenmodell zu erstellen, und verfeinerten es dann mit dem neu verfügbaren JWST-Nahinfrarotbild. „Die JWST-Aufnahmen sind absolut erstaunlich und wunderschön. Sie zeigen viel mehr Mehrfachbilder aus Hintergrundquellen, wodurch wir unser Massenmodell für Gravitationslinsen erheblich verfeinern konnten“, sagte Kaminha.
Es gibt noch keine Entfernungsschätzungen zu den neu entdeckten Linsenobjekten. Die Wissenschaftler verwendeten ihr neues Massenverteilungsmodell, um die Entfernung dieser Linsengalaxien abzuschätzen. Das Objekt scheint erstaunliche 13 Milliarden Lichtjahre entfernt zu sein (Rotverschiebung > 7,5), was bedeutet, dass sein Licht in den frühen Stadien unseres Universums emittiert wurde. Drei Mehrfachbilder dieser Galaxie wurden erstellt und ihre Helligkeit nahm insgesamt etwa um das 20-fache zu.
In diesem Bild sind die mehreren Bilder der Hintergrundbilder nummeriert. Bereits bekannte Systeme sind in Cyan markiert, neue Mehrfachsysteme in Grün. Vergrößerte Bilder zeigen eine ferne Galaxie mit Strukturmerkmalen (grüne Pfeile).
© NASA, ESA, CSA und STScI (Anmerkungen von MPA)
In diesem Bild sind die mehreren Bilder der Hintergrundbilder nummeriert. Bereits bekannte Systeme sind in Cyan markiert, neue Mehrfachsysteme in Grün. Vergrößerte Bilder zeigen eine ferne Galaxie mit Strukturmerkmalen (grüne Pfeile).
© NASA, ESA, CSA und STScI (Anmerkungen von MPA)
Um jedoch solch weit entfernte Objekte zu untersuchen, ist es wichtig, den Linseneffekt des Galaxienhaufens im Vordergrund genau zu beschreiben. „Unser präzises Massenmodell bildet die Grundlage für die Untersuchung der JWST-Daten“, betont Sherry Suyu, Forschungsgruppenleiterin am MPA und Exzellenzcluster Origins, außerordentliche Professorin an der Technischen Universität München und Gastwissenschaftlerin am Institut für Astronomie und Academia Sinica Astrophysik. „Die spektakulären Bilder von JWST zeigen eine Vielzahl starker Linsengalaxien, die dank unseres genauen Modells jetzt im Detail untersucht werden können“, erklärt sie.
Das neue Vordergrund-Cluster-Massenverteilungsmodell kann die Positionen aller Mehrfachbilder mit hoher Genauigkeit reproduzieren, was es zu einem der besten verfügbaren Massenmodelle macht. Zur weiteren Untersuchung dieser Quellen sind die Linsenmodelle einschließlich der aus dem Modell berechneten Vergrößerungskarten und Rotverschiebungen (d. h. Entfernungen) öffentlich verfügbar. „Wir sind sehr gespannt darauf“, fügt Suyu hinzu, „und freuen uns auf zukünftige JWST-Beobachtungen anderer Galaxienhaufen mit starkem Linseneffekt.“
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