Webb erblickt ein Feld mit extragalaktischen PERLEN, die mit galaktischen Diamanten besetzt sind

Das James-Webb-Weltraumteleskop der NASA hat eines der ersten mitteltiefen Weitfeldbilder des Kosmos aufgenommen, das eine Region des Himmels zeigt, die als nördlicher Ekliptikpol bekannt ist. Das Bild, das einem in veröffentlichten Artikel beiliegt Das Astronomische Journalstammt aus dem GTO-Programm Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PEARLS).

„Mitteltief“ bezieht sich auf die schwächsten Objekte, die auf diesem Bild zu sehen sind, die etwa 29. Größenordnung haben (1 Milliarde Mal schwächer als das, was mit bloßem Auge gesehen werden kann), während sich „Weitfeld“ auf die Gesamtfläche bezieht das vom Programm abgedeckt wird, etwa ein Zwölftel der Vollmondfläche.

Das Bild enthält acht verschiedene Farben von Nahinfrarotlicht, das von Webbs Nahinfrarotkamera (NIRCam) aufgenommen und mit drei Farben von ultraviolettem und sichtbarem Licht vom Hubble-Weltraumteleskop ergänzt wurde. Dieses wunderschöne Farbbild enthüllt in beispielloser Detailgenauigkeit und exquisiter Tiefe ein Universum voller Galaxien bis in die entlegensten Winkel, von denen viele zuvor von Hubble oder den größten bodengestützten Teleskopen nicht gesehen wurden, sowie eine Auswahl von Sternen in unserer eigenen Milchstraße Galaxis.

Die NIRCam-Beobachtungen werden mit Spektren kombiniert, die mit Webbs Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph (NIRISS) erhalten wurden, was es dem Team ermöglicht, nach schwachen Objekten mit spektralen Emissionslinien zu suchen, die verwendet werden können, um ihre Entfernungen genauer abzuschätzen.

Mitglieder des PEARLS-Teams, das dieses Bild erstellt hat, teilten ihre Gedanken und Reaktionen bei der Analyse dieses Feldes mit.

„Seit über zwei Jahrzehnten arbeite ich mit einem großen internationalen Team von Wissenschaftlern zusammen, um unser Webb-Wissenschaftsprogramm vorzubereiten“, sagte Rogier Windhorst, Regents Professor an der Arizona State University (ASU) und Hauptforscher von PEARLS. „Webbs Bilder sind wirklich phänomenal, wirklich jenseits meiner kühnsten Träume. Sie ermöglichen es mir, die Anzahldichte von Galaxien zu messen, die bis zum sehr schwachen Infrarotbereich leuchten, und die Gesamtmenge an Licht, die sie erzeugen.“

„Ich war von den ersten PEARLS-Bildern überwältigt“, stimmte Rolf Jansen, Forschungswissenschaftler an der ASU und Mitforscher von PEARLS, zu. „Als ich dieses Feld in der Nähe des Nordpols der Ekliptik auswählte, wusste ich nicht, dass es eine solche Fundgrube entfernter Galaxien hervorbringen würde und dass wir direkte Hinweise auf die Prozesse erhalten würden, durch die sich Galaxien zusammensetzen und wachsen. Ich kann Ströme sehen , Schweife, Muscheln und Sternenhalos in ihren Außenbezirken, die Überreste ihrer Bausteine.“

„Die Webb-Bilder übertreffen bei weitem das, was wir von meinen Simulationen in den Monaten vor den ersten wissenschaftlichen Beobachtungen erwartet hatten“, sagte Jake Summers, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der ASU. „Als ich sie betrachtete, war ich höchst überrascht von der exquisiten Auflösung. Es gibt viele Objekte, von denen ich nie gedacht hätte, dass wir sie tatsächlich sehen könnten, darunter einzelne Kugelsternhaufen um entfernte elliptische Galaxien, Sternentstehungsknoten innerhalb von Spiralgalaxien und Tausende von anderen schwache Galaxien im Hintergrund.“

„Das diffuse Licht, das ich vor und hinter Sternen und Galaxien gemessen habe, hat kosmologische Bedeutung und verschlüsselt die Geschichte des Universums“, sagte Rosalia O’Brien, wissenschaftliche Mitarbeiterin an der ASU. „Ich fühle mich sehr glücklich, meine Karriere jetzt zu beginnen. Die Daten von Webb sind mit nichts zu vergleichen, was wir jemals gesehen haben, und ich bin wirklich gespannt auf die Möglichkeiten und Herausforderungen, die sie bieten.“

„Ich habe viele Jahre damit verbracht, die Werkzeuge zu entwickeln, um die Helligkeit aller Objekte in den neuen Webb-PEARLS-Bildern zu finden und genau zu messen und um Vordergrundsterne von fernen Galaxien zu trennen“, sagt Seth Cohen, ein Forscher an der ASU und ein PEARLS-Co-Forscher . „Die Leistung des Teleskops, insbesondere bei den kürzesten Wellenlängen im nahen Infrarot, hat alle meine Erwartungen übertroffen und ungeplante Entdeckungen ermöglicht.“

„Die atemberaubende Bildqualität von Webb ist wirklich nicht von dieser Welt“, stimmte Anton Koekemoer, Forschungsastronom am STScI, zu, der die PEARLS-Bilder zu sehr großen Mosaiken zusammensetzte. „Um zu Beginn der kosmischen Zeit einen Blick auf sehr seltene Galaxien zu erhaschen, brauchen wir eine tiefe Bildgebung über einen großen Bereich, die dieses PEARLS-Feld bietet.“

„Ich hoffe, dass dieses Feld während der gesamten Webb-Mission überwacht wird, um Objekte aufzudecken, die sich bewegen, in der Helligkeit variieren oder kurz aufflackern“, sagte Jansen.

Koekemoer fügte hinzu: „Eine solche Überwachung wird die Entdeckung von zeitvariablen Objekten wie entfernten explodierenden Supernovae und hellem Akkretionsgas um schwarze Löcher in aktiven Galaxien ermöglichen, die auf größere Entfernungen als je zuvor erkennbar sein sollten.“

„Dieses einzigartige Feld ist so konzipiert, dass es mit Webb 365 Tage im Jahr beobachtbar ist, sodass sein Erbe im Zeitbereich, die abgedeckte Fläche und die erreichte Tiefe mit der Zeit nur besser werden können“, schloss Rogier.