JWST: Spojrzenie w odległą przeszłość

Na tym nowym zdjęciu miesiąca z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, należącego do NASA/ESA/CSA, wzrok najpierw przyciąga centralny gigant — gromada galaktyk Abell S1063. To olbrzymie skupisko galaktyk, oddalone od Ziemi o 4.5 miliarda lat świetlnych i położone w gwiazdozbiorze Grus (Żurawia), dominuje w kadrze. Przy bliższym spojrzeniu widać, że to gęste skupisko masywnych galaktyk otaczają świetliste smugi. Właśnie te zniekształcone łuki są prawdziwym obiektem zainteresowania naukowców: to słabo świecące galaktyki z odległej przeszłości Wszechświata.

Gromadę Abell S1063 obserwowano wcześniej w ramach programu Frontier Fields Kosmicznego Teleskopu Hubble, należącego do NASA/ESA. Jest ona silną soczewką grawitacyjną: gromada galaktyk ma tak wielką masę, że światło odległych galaktyk leżących za nią na linii widzenia zakrzywia swój bieg wokół niej, tworząc widoczne tutaj zniekształcone łuki. Niczym szklana soczewka skupia światło tych dalekich galaktyk. Powstałe obrazy, choć zniekształcone, są zarazem jasne i powiększone — na tyle, by można było je obserwować i badać. Taki był cel obserwacji teleskopu Hubble: wykorzystanie gromady galaktyk jako szkła powiększającego do badania wczesnego Wszechświata.

Nowe obrazy z kamery bliskiej podczerwieni (NIRCam) teleskopu Webba pozwalają sięgnąć w tych poszukiwaniach jeszcze dalej w przeszłość. Zdjęcie ukazuje niezwykły gąszcz łuków soczewkowania wokół Abell S1063, odsłaniających zniekształcone obrazy galaktyk tła znajdujących się w różnych kosmicznych odległościach, a także mnóstwo słabo świecących galaktyk i wcześniej niewidzianych struktur.

Ten obraz to tak zwane głębokie pole — długa ekspozycja jednego obszaru nieba, podczas której zbiera się jak najwięcej światła, by wydobyć najsłabsze i najodleglejsze galaktyki, niewidoczne na zwykłych zdjęciach. Dzięki 9 osobnym ujęciom na różnych długościach fal bliskiej podczerwieni, łącznemu czasowi obserwacji wynoszącemu około 120 godzin oraz powiększającemu działaniu soczewkowania grawitacyjnego jest to najgłębsze jak dotąd spojrzenie teleskopu Webba na pojedynczy cel. Skierowanie tak wielkiego potencjału obserwacyjnego na masywną soczewkę grawitacyjną, taką jak Abell S1063, może więc ujawnić niektóre z najwcześniejszych galaktyk powstałych we wczesnym Wszechświecie.

Program obserwacyjny, w ramach którego uzyskano te dane, GLIMPSE (#3293, główni badacze: H. Atek i J. Chisholm), ma na celu zbadanie okresu zwanego kosmicznym świtem, gdy Wszechświat miał zaledwie kilka milionów lat. Badanie galaktyk ujawnionych dzięki soczewkowaniu grawitacyjnemu może pogłębić nasze rozumienie powstawania pierwszych galaktyk. Analiza tych danych z kamery NIRCam przeprowadzona przez zespół GLIMPSE pozwoliła już wskazać obiekty będące kandydatami na galaktyki istniejące zaledwie 200 milionów lat po Wielkim Wybuchu oraz dostarczyła przesłanek wskazujących na nieuchwytną pierwszą populację gwiazd we Wszechświecie.

Źródło:
ESA/Webb, NASA i CSA, H. Atek, M. Zamani (ESA/Webb)
Podziękowania: R. Endsley