Ibẹrẹ Agbaye: Agbaaiye ti o jinna julọ “JADES-GS-z14-0″ Awọn italaya Awọn awoṣe Ibiyi Agbaaiye  

Itupalẹ Spectral ti galaxy luminous JADES-GS-z14-0 ti o da lori awọn akiyesi ti a ṣe ni Oṣu Kini ọdun 2024 ṣafihan iyipada pupa ti 14.32 eyiti o jẹ ki o jẹ galaxy ti o jinna julọ ti a mọ ( galaxy ti o jinna julọ ti iṣaaju ti a mọ ni JADES-GS-z13-0 ni redshift ti z = 13.2). O ti ṣẹda ni agbaye ibẹrẹ nipa ọdun 290 milionu lẹhin Big Bang. Iwọn pipọ ti ina irawọ tumọ si pe o tobi ati pe o ti kọja ọdun 1,600-ina kọja ni iwọn. Iru itanna bẹ, titobi ati galaxy nla ni agbaye ibẹrẹ ni owurọ agba aye n tako oye lọwọlọwọ ti idasile galaxy. Awọn irawọ akọkọ ni agbaye jẹ awọn irawọ Pop III pẹlu irin-odo tabi iwọn-kekere pupọ. Bibẹẹkọ, iwadi ti awọn ohun-ini infurarẹẹdi ti JADES-GS-z14-0 galaxy ṣe afihan wiwa atẹgun eyiti o tumọ si imudara irin ti o tumọ awọn iran ti awọn irawọ nla ti pari awọn iṣẹ-aye wọn tẹlẹ lati ibimọ si bugbamu supernova nipa bii ọdun 290 miliọnu ni agbaye ibẹrẹ. Nípa bẹ́ẹ̀, àwọn ohun-ìní ìṣùpọ̀ ìràwọ̀ yìí tako òye tí ó wà lọ́wọ́lọ́wọ́ nípa dídá ìṣùpọ̀ ìràwọ̀ ní ìpilẹ̀ṣẹ̀ àgbáálá ayé.   

Agbaye ti o tete tete, ni nkan bi 380,000 ọdun lẹhin Big Bang, ti kun fun awọn gaasi ionized ati pe o jẹ akomo ni kikun nitori pipinka awọn photons nipasẹ awọn elekitironi ọfẹ. Eyi ni atẹle nipasẹ akoko didoju ti agbaye ibẹrẹ ti o duro fun bii 400 milionu ọdun. Ni akoko yii, agbaye jẹ didoju ati gbangba. Imọlẹ akọkọ ti jade lori agbaye ti di sihin, di pupa ti yipada si iwọn makirowefu nitori imugboroja, ati pe a ṣe akiyesi ni bayi bi Cosmic Microwave Background (CMB). Nitoripe agbaye ti kun fun awọn gaasi didoju, ko si ifihan agbara opitika ti o jade (nitorinaa a pe ni ọjọ-ori dudu). Awọn ohun elo ti a ko ni ionized ko tan ina nitoribẹẹ iṣoro ni ikẹkọ ti agbaye ibẹrẹ ti akoko didoju. Bibẹẹkọ, itankalẹ makirowefu ti iwọn gigun 21 cm (ni ibamu si 1420 MHz) ti o jade nipasẹ otutu, hydrogen agba aye didoju ni akoko asiko yii nitori iyipada hyperfine lati yiyi ti o jọra si alayipo egboogi-parallel iduroṣinṣin diẹ sii nfunni awọn aye si awọn astronomers. Ìtọjú makirowefu 21 cm yii yoo jẹ pupa bi o ti de ilẹ-aye ati pe yoo ṣe akiyesi ni 200MHz si 10 MHz awọn igbohunsafẹfẹ bi awọn igbi redio. Awọn RẸ (Ayẹwo Redio fun Itupalẹ ti Hydrogen Cosmic) Idanwo ni ifọkansi lati ṣawari laini 21-cm elusive lati Cosmic Hydrogen.  

Akoko ti isọdọtun jẹ akoko ti o tẹle ninu itan-akọọlẹ ti agbaye ibẹrẹ ti o duro lati bii 400 milionu ọdun lẹhin Big Bang si ọdun 1 bilionu. Awọn gaasi naa di atun-ionised nitori agbara giga UV radiations ti o jade nipasẹ awọn irawọ kutukutu ti o lagbara. Ibiyi ti awọn irawọ ati awọn quasars bẹrẹ ni akoko yii. Awọn ina ti akoko yii jẹ pupa ti a yipada si ọna pupa ati awọn sakani infurarẹẹdi. Awọn ijinlẹ aaye jinlẹ Huble jẹ ibẹrẹ tuntun ni ikẹkọ ti agbaye kutukutu sibẹsibẹ iwọn rẹ ni yiya awọn ina akọkọ jẹ opin. Ayẹwo infurarẹẹdi ti o da ni aaye ni a nilo. JWST amọja iyasọtọ ni infurarẹẹdi Aworawo si iwadi tete Agbaye. 

James Tekinoloji Oju opo wẹẹbu James Webb Space (JWST) ti ṣe ifilọlẹ ni ọjọ 25 Oṣu kejila ọdun 2021. Lẹhin naa, a gbe tt sinu orbit kan nitosi aaye Sun–Earth L2 Lagrange ni nkan bii 1.5 milionu km si ilẹ-aye. O ti ṣiṣẹ ni kikun ni Oṣu Keje ọdun 2022. Lilo awọn ohun elo imọ-jinlẹ bọtini lori ọkọ bii NIRCam (Nitosi Kamẹra Infurarẹẹdi), NIRSpec (Nitosi Spectrograph Infurarẹẹdi), MIRI (Infrared Instrument), JWST n wa awọn ifihan agbara opitika/infurarẹẹdi lati awọn irawọ ibẹrẹ ati awọn irawọ. ti a ṣe ni Agbaye fun oye ti o dara julọ ti dida ati itankalẹ ti awọn irawọ ati dida awọn irawọ ati awọn eto aye. Ni ọdun meji sẹhin, o ti ṣe awọn abajade iyalẹnu ni iṣawari ti owurọ ti agba aye (ie, akoko ni awọn ọgọrun ọdun diẹ akọkọ lẹhin bang nla nibiti a ti bi awọn irawọ akọkọ).  

JWST To ti ni ilọsiwaju Jin Extragalactic Survey (JADES) eto 

Eto yii ni ero lati ṣe iwadi itankalẹ galaxy lati redshift giga si ọsan agba aye nipasẹ ọna ti aworan infurarẹẹdi ati spectroscopy ni awọn aaye jinlẹ GOODS-S ati GOODS-N.  

Ni ọdun akọkọ, awọn oniwadi JADES wa awọn ọgọọgọrun ti awọn ajọọrawọ oludije lati ọdun 650 akọkọ ọdun lẹhin ariwo nla. Ni kutukutu 2023, wọn rii galaxy kan ninu data data wọn ti o han pe o wa ni iyipada pupa ti 14 ni iyanju pe o gbọdọ jẹ galaxy ti o jinna pupọ ṣugbọn o tan imọlẹ pupọ. Pẹlupẹlu, o farahan lati jẹ apakan ti galaxy miiran nitori isunmọ. Nitorinaa, wọn ṣe akiyesi ere yẹn ni Oṣu Kẹwa Ọdun 2023. Awọn data tuntun ṣe atilẹyin pe o wa ni iyipada pupa ti 14. Afẹfẹ ti galaxy yii ni a nilo fun idanimọ ipo ti isinmi Lyman-alpha ni spekitiriumu lati wiwọn iyipada pupa ati pinnu ọjọ-ori. 

Lyman-alpha jẹ laini itujade iwoye ti hydrogen ninu jara Lyman nigbati awọn elekitironi yipada lati n=2 si n=1. Ojuami ti Lyman-alpha Bireki ni spekitiriumu ni ibamu si riru igbi (λ_šakiyesi). Iyipada pupa (z) le ṣe iṣiro gẹgẹbi fun agbekalẹ z = (λ_šakiyesi – λ_isinmi) / λ_isinmi 

JADES-GS-z14-0 ajọọrawọ    

Nitorinaa, a ṣe akiyesi galaxy lẹẹkansi ni Oṣu Kini ọdun 2024 ni lilo NIRCam (Nitosi Kamẹra Infurarẹdi) ati NIRSpec (Nitosi Spectrograph Infurarẹẹdi). Ayẹwo Spectral pese ẹri ti o han gbangba pe galaxy wa ni iyipada pupa ti 14.32, ti o jẹ ki o jẹ galaxy ti o jinna julọ ti a mọ (igbasilẹ galaxy ti o jina julọ ti iṣaaju (JADES-GS-z13-0 ni redshift ti z = 13.2) Orukọ rẹ ni JADES. -GS-z14-0, galaxy ti o ni imọlẹ ni ijinna 13.5 bilionu ọdun ina Siwaju sii, o ti pari Awọn ọdun 1,600-imọlẹ kọja ni iwọn ti o daba pe awọn irawọ ọdọ jẹ orisun ti imole rẹ Pẹlupẹlu, iye ti irawọ tumọ si pe o gbọdọ jẹ pupọ julọ Ko ṣe yẹ fun galaxy ti o wa kere ju ọdun 300 lẹhin Big Bang lati ni iru awọn ohun-ini ko dara si awọn awoṣe ti o wa tẹlẹ ti iṣelọpọ galaxy.  

Awọn iyanilẹnu diẹ sii wa ni ile itaja.  

Awọn oniwadi ni anfani lati rii JADES-GS-z14-0 ni awọn gigun gigun gigun ni lilo MIRI (Infrared Instrument). Eyi tumọ si gbigba awọn itujade iwọn ina ti o han lati inu galaxy yii ti o yipada-pupa lati wa ni ita fun awọn ohun elo infurarẹẹdi ti o sunmọ. Onínọmbà ṣe afihan wiwa atẹgun ionized ti o tumọ si irin alarinrin giga. Eyi ṣee ṣe nikan nigbati ọpọlọpọ awọn iran ti awọn irawọ ti gbe awọn iṣẹ igbesi aye wọn tẹlẹ.  

Awọn irawọ akọkọ ni agbaye ni irin-odo tabi irin-kekere pupọju. Wọn pe wọn ni irawọ Pop III tabi awọn irawọ Population III. Awọn irawọ irin kekere jẹ irawọ Pop II. Awọn irawo ọdọ ni awọn akoonu irin ti o ga ati pe wọn pe wọn ni “Stars Pop I” tabi awọn irawọ irin oorun. Pẹlu iwọn giga 1.4% metallicity, oorun jẹ irawọ aipẹ kan. Ni astronomie, eyikeyi nkan ti o wuwo ju helium ni a ka si irin. Kemikali ti kii ṣe awọn irin bi atẹgun, nitrogen ati be be lo jẹ awọn irin ni ipo ayika. Awọn irawọ gba irin ni idarato ni iran kọọkan ti o tẹle iṣẹlẹ supernova. Alekun akoonu irin ninu awọn irawọ tọka ọjọ-ori ọdọ.   

Ṣiyesi ọjọ ori ti galaxy JADES-GS-z14-0 kere ju 300 milionu ọdun lẹhin Big Bang, awọn irawọ inu galaxy yii yẹ ki o jẹ awọn irawọ Pop III pẹlu akoonu irin-odo. Sibẹsibẹ, MIRI ti JWST rii pe o wa ni atẹgun.  

Ni wiwo awọn akiyesi ati awọn awari ti o wa loke, awọn ohun-ini ti galaxy Agbaye akọkọ JADES-GS-z14-0 ko ni ibamu si oye lọwọlọwọ ti iṣelọpọ galaxy. Bawo ni galaxy ti o ni iru awọn ẹya bẹ ṣe le jẹ ọjọ si 290 milionu ọdun lẹhin Bing Bang? Ó ṣeé ṣe kó jẹ́ pé ọ̀pọ̀ irú àwọn ìràwọ̀ bẹ́ẹ̀ ni a lè ṣàwárí lọ́jọ́ iwájú. Boya oniruuru ti awọn irawọ wa ni Cosmic Dawn. 

*** 

To jo:  

1. Carniani, S., et al. 2024. Spectroscopic ìmúdájú ti meji luminous ajọọrawọ ni a redshift ti 14. Nature (2024). Atejade 24 osu keje 2024. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-024-07860-9 . Tẹjade ni axRiv. Ti fi silẹ 28 May 2024. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.18485  

2. Helton JM, et al 2024. JWST/MIRI photometric erin ni 7.7 μm ti awọn stellar lilọsiwaju ati nebular itujade ni a galaxy ni z>14. Tẹjade ni axRiv. Ti fi silẹ 28 May 2024. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.18462 

3. NASA James Webb Space Telescope. Awọn ifojusi ni kutukutu – Awotẹlẹ Space James Webb Space NASA Wa Agbaaiye ti a mọ Jina pupọ julọ. Pipa 30 May 2024. Wa ni https://webbtelescope.org/contents/early-highlights/nasas-james-webb-space-telescope-finds-most-distant-known-galaxy 

***