10 kertaa enemmän supernoveja varhaisessa universumissa | Cilostazol

SciTechDaily

James Webb -avaruusteleskooppi on löytänyt huomattavan määrän kaukaisia ​​supernoveja, jotka tarjoavat uusia näkemyksiä varhaisen universumin rakenteesta ja laajenemisesta. Tämä sisältää tyypin Ia supernovien havaitsemisen ennennäkemättömiltä etäisyyksiltä, ​​mikä auttaa ymmärtämään kosmisia etäisyyksiä ja universumin laajenemista. Luotto: SciTechDaily.com

NASA‘s James Webbin avaruusteleskooppi osoittautuu erinomaiseksi supernovametsästäjäksi! Äärimmäisen infrapunaherkkyytensä ansiosta Webb havaitsee kaukaiset supernovat lähes kaikkialla, missä se näyttää.

Webb on ihanteellinen äärimmäisen kaukaisten supernovien tunnistamiseen kosmologiseksi punasiirtymäksi kutsutun ilmiön vuoksi, jossa universumin halki kulkeva valo venyy pitemmälle aallonpituukselle. Vanhojen supernovien näkyvä valo venyy niin paljon, että se päätyy infrapunaan. Webbin instrumentit on viritetty näkemään infrapunavaloa, mikä tekee niistä ihanteellisia näiden kaukaisten supernovien löytämiseen.

Ryhmä on tunnistanut 10 kertaa kauempana olevat supernovat kuin aiemmin tiedettiin käyttämällä tietoja varhaisesta universumista tehdystä Webb-tutkimuksesta. Tämä tutkimus on ensimmäinen suuri askel kohti kattavampia tutkimuksia muinaisista supernoveista Webbin kanssa.

JADES Transient Survey (Web NIRCam -kuva)

JADES Deep Field käyttää NASAn James Webbin avaruusteleskoopin (JWST) havaintoja osana JADES-ohjelmaa (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey). JADES-tietoja tutkiva tähtitieteilijäryhmä tunnisti noin 80 kohdetta (ympyröity vihreällä), joiden kirkkaus muuttui ajan myötä. Suurin osa näistä esineistä, joita kutsutaan transienteiksi, ovat seurausta räjähtävistä tähdistä tai supernoveista. Kiitos: NASA, ESA, CSA, STScI, JADES Yhteistyö

Webb-avaruusteleskooppi avaa uuden ikkunan Supernova-tieteeseen

NASA:n James Webb -avaruusteleskooppi katsoo syvälle kosmokseen, ja se antaa tutkijoille ensimmäisen yksityiskohtaisen katsauksen supernovasta ajalta, jolloin universumimme oli vain murto-osa nykyisestä iästään. Webb-dataa käyttävä ryhmä on tunnistanut 10 kertaa enemmän supernoveja varhaisessa universumissa kuin aiemmin tiedettiin. Jotkut äskettäin löydetyistä räjähtävistä tähdistä ovat kaukaisimpia esimerkkejä tyypeistään, mukaan lukien ne, joita käytetään mittaamaan maailmankaikkeuden laajenemisnopeutta.

“Webb on supernova-löytökone”, sanoi Christa DeCoursey, kolmannen vuoden jatko-opiskelija Steward Observatorysta ja Arizonan yliopistosta Tucsonissa. “Havaintoiden suuri määrä ja suuret etäisyydet näihin supernoveihin ovat kaksi jännittävintä tulosta tutkimuksestamme.”

DeCoursey esitteli nämä havainnot lehdistötilaisuudessa American Astronomical Societyn 244. kokouksessa Madisonissa, Wisconsinissa.

Punasiirtymä valo kaukaisista galakseista

Kiitokset: NASA, ESA, CSA, Ann Feild (STScI)

“Supernova Discovery Machine”

Näiden löytöjen tekemiseksi ryhmä analysoi kuvadataa, joka oli saatu osana JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) -ohjelmaa. Webb on ihanteellinen äärimmäisen kaukaisten supernovien löytämiseen, koska niiden valo venyy pitemmille aallonpituuksille – ilmiö tunnetaan kosmologisena punasiirtymänä. (Katso kuva yllä.)

Ennen Webbin laukaisua vain kourallinen supernovaa oli löydetty punasiirtymän 2 yläpuolelta, mikä vastaa universumin ikää vain 3,3 miljardia vuotta – vain 25 % sen nykyisestä iästä. JADES-näyte sisältää monia supernoveja, jotka räjähtivät vielä pidemmälle menneisyyteen, kun maailmankaikkeus oli alle 2 miljardia vuotta vanha.

Aiemmin tiedemiehet käyttivät NASA:ta Hubble-avaruusteleskooppi nähdä supernovat ajalta, jolloin universumi oli “nuoren aikuisen” vaiheessa. JADESin avulla tiedemiehet näkevät supernovat, kun universumi oli “teini-iässä” tai “esi-teini-iässä”. Tulevaisuudessa he toivovat katsovansa taaksepäin maailmankaikkeuden “taapero”- tai “vauva”-vaiheeseen.

Supernovien havaitsemiseksi ryhmä vertasi useita kuvia, jotka oli otettu jopa vuoden välein, ja etsi lähteitä, jotka katosivat tai ilmestyivät kuviin. Näitä objekteja, joiden havaittu kirkkaus vaihtelee ajan myötä, kutsutaan transienteiksi, ja supernovat ovat yksi transienttityyppi. Kaiken kaikkiaan JADES Transient Survey Sample -tiimi paljasti noin 80 supernovaa osassa taivasta, joka oli vain suunnilleen käsivarren pituussuunnassa pidetyn riisinjyvän paksuinen.

JADES Transients (Web NIRCam -kuva)

Tämä mosaiikki näyttää kolme noin 80 transientista tai objektista, joiden kirkkaus muuttuu ja jotka tunnistetaan JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) -ohjelman tiedoista. Suurin osa transienteista on seurausta räjähtävistä tähdistä tai supernoveista. Vertailemalla vuosina 2022 ja 2023 otettuja kuvia tähtitieteilijät pystyivät paikantamaan supernovat, jotka meidän näkökulmastamme äskettäin räjähtivät (kuten kahdessa ensimmäisessä sarakkeessa esitetyt esimerkit), tai supernovat, jotka olivat jo räjähtäneet ja joiden valo oli hiipumassa (kolmas sarake).
Kunkin supernovan ikä voidaan määrittää sen punasiirtymän perusteella (merkitty z:llä). Kaukaimman supernovan valo, jonka punasiirtymä oli 3,8, syntyi, kun maailmankaikkeus oli vain 1,7 miljardia vuotta vanha. Punasiirtymä 2,845 vastaa aikaa 2,3 miljardia vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Lähin esimerkki, punasiirtymä 0,655, osoittaa valon, joka lähti galaksistaan ​​noin 6 miljardia vuotta sitten, jolloin maailmankaikkeus oli hieman yli puolet nykyisestä iästä.
Kiitokset: NASA, ESA, CSA, STScI, Christa DeCoursey (University of Arizona), JADES Collaboration

“Tämä on todella ensimmäinen näyte siitä, miltä korkean punasiirtymän universumi näyttää ohimenevän tieteen kannalta”, sanoi tiimitoveri Justin Pierel, NASAn Einstein-stipendiaatti Space Telescope Science Institutesta (STScI) Baltimoressa, Marylandissa. “Yritämme tunnistaa, ovatko kaukaiset supernovat pohjimmiltaan erilaisia ​​tai hyvin samanlaisia ​​kuin mitä näemme läheisessä universumissa.”

Pierel ja muut STScI-tutkijat toimittivat asiantuntija-analyysin selvittääkseen, mitkä transientit olivat todella supernoveja ja mitkä eivät, koska ne näyttivät usein hyvin samanlaisilta.

Tiimi tunnisti joukon suuren punasiirtymän supernoveja, mukaan lukien kaukaisimmat koskaan spektroskooppisesti vahvistetut, punasiirtymällä 3,6. Sen isätähti räjähti, kun maailmankaikkeus oli vain 1,8 miljardia vuotta vanha. Se on niin sanottu ytimen romahduksen supernova, massiivisen tähden räjähdys.


Tämä animaatio näyttää räjähdyksen a valkoinen kääpiö, erittäin tiheä tähtijäännös, joka ei voi enää polttaa ydinpolttoainetta ytimeessään. Tässä “tyypin Ia” supernovassa valkoisen kääpiön painovoima varastaa materiaalia läheiseltä tähtikumppanilta. Kun valkoinen kääpiö saavuttaa arviolta 1,4 kertaa Auringon nykyisen massan, se ei enää kestä omaa painoaan ja räjähtää. Kiitos: NASA/JPL– Caltech

Kaukaisten Ia-tyypin supernovien löytö

Erityisen kiinnostavia astrofyysikoita ovat tyypin Ia supernovat. (Katso yllä oleva video.) Nämä räjähtävät tähdet ovat niin ennustettavasti kirkkaita, että niitä käytetään kaukaisten kosmisten etäisyyksien mittaamiseen ja auttamaan tutkijoita laskemaan universumin laajenemisnopeutta. Tiimi tunnisti ainakin yhden tyypin Ia supernovan punasiirtymällä 2,9. Tämän räjähdyksen valo alkoi kulkea meille 11,5 miljardia vuotta sitten, kun maailmankaikkeus oli vain 2,3 miljardia vuotta vanha. Spekroskooppisesti vahvistetun tyypin Ia supernovan edellinen etäisyysennätys oli punasiirtymä 1,95, kun maailmankaikkeus oli 3,4 miljardia vuotta vanha.

Tiedemiehet ovat innokkaita analysoimaan tyypin Ia supernovat suurilla punasiirtymillä nähdäkseen, onko niillä kaikilla sama luontainen kirkkaus etäisyydestä riippumatta. Tämä on erittäin tärkeää, koska jos niiden kirkkaus vaihtelee punasiirtymän mukaan, ne eivät olisi luotettavia merkkejä universumin laajenemisnopeuden mittaamiseen.

Pierel analysoi tätä punasiirtymässä 2,9 löydettyä tyypin Ia supernovaa määrittääkseen, oliko sen luontainen valoisuus erilainen kuin odotettiin. Vaikka tämä on vasta ensimmäinen kohde lajissaan, tulokset eivät viittaa siihen, että tyypin Ia valoisuus muuttuisi punasiirtymän myötä. Lisää tietoa tarvitaan, mutta toistaiseksi tyypin Ia supernovaan perustuvat teoriat maailmankaikkeuden laajenemisnopeudesta ja sen lopullisesta kohtalosta ovat ennallaan. Pierel esitteli löytönsä myös American Astronomical Societyn 244. kokouksessa.

Katse kohti tulevaisuutta

Varhainen universumi oli hyvin erilainen paikka äärimmäisillä ympäristöillä. Tutkijat odottavat näkevänsä muinaisia ​​supernoveja, jotka tulevat tähdistä, jotka sisältävät paljon vähemmän raskaita kemiallisia alkuaineita kuin aurinkomme kaltaiset tähdet. Näiden supernovien vertaaminen paikallisuniversumissa oleviin supernoveihin auttaa astrofyysikoita ymmärtämään tähtien muodostumista ja supernovaräjähdysmekanismeja näinä varhaisina aikoina.

“Olemme pohjimmiltaan avaamassa uuden ikkunan ohimenevään universumiin”, sanoi STScI-stipendiaatti Matthew Siebert, joka johtaa JADES-supernovien spektroskooppista analyysiä. “Historiallisesti, kun olemme tehneet niin, olemme löytäneet erittäin jännittäviä asioita – asioita, joita emme odottaneet.”

“Koska Webb on niin herkkä, se löytää supernoveja ja muita transientteja melkein kaikkialta, mihin se osoittaa”, sanoi JADES-tiimin jäsen Eiichi Egami, tutkimusprofessori Arizonan yliopistosta Tucsonissa. “Tämä on ensimmäinen tärkeä askel kohti kattavampia supernovatutkimuksia Webbin kanssa.”

James Webb Space Telescope on maailman johtava avaruustieteen observatorio. Webb ratkaisee mysteereitä aurinkokunnassamme, katselee kaukaisia ​​maailmoja muiden tähtien ympärillä ja tutkii universumimme salaperäisiä rakenteita ja alkuperää sekä paikkaamme siinä. Webb on NASAn ja sen kumppaneiden, ESA:n, johtama kansainvälinen ohjelma.Euroopan avaruusjärjestö) ja CSA (Kanadan avaruusjärjestö).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *