Webb’in NIRCam aracı tarafından yakalanan küresel küme Messier 92’nin (M92) ayrıntıları. Bu görüş alanı, tam görüntünün sağ yarısının sol alt çeyreğini kapsar. Küresel kümeler, tümü aynı zamanda oluşmuş, sıkıca bir araya getirilmiş yoğun yıldız kütleleridir. M92’de, yaklaşık 100 ışıkyılı çapındaki bir topun içine sıkıştırılmış yaklaşık 300.000 yıldız vardır. M92’nin ortasındaki bir gezegenin gece gökyüzü, kendi gökyüzümüzden binlerce kat daha parlak görünen binlerce yıldızla parlayacaktı. Görüntü, yıldızları merkezden farklı mesafelerde gösteriyor ve bu da gökbilimcilerin kümedeki yıldızların hareketini ve bu hareketin fiziğini anlamalarına yardımcı oluyor. Kredi: Görüntü İşleme: NASA, ESA, CSA, Alyssa Pagan (STScI)
20 Haziran 2022’de James Webb Uzay Teleskobu, Messier 92’ye (M92) bir saatten biraz fazla baktı. Samanyolu halesinde 27.000 ışıkyılı uzaklıkta küresel küme. Webb tarafından üstlenilen ilk bilimsel gözlemlerden biri olan bu gözlem, astronomların Webb’i nasıl kullanacaklarını anlamalarına ve bilimsel yeteneklerinden en iyi şekilde yararlanmalarına yardımcı olmak için tasarlanmış 13 ERS programından biri olan Early Release Science (ERS) programı 1334’ün bir parçasıdır.{4 }
NASA, İtalyan Uzay Ajansı’ndan Matteo Correnti ile görüştü; Berkeley’deki California Üniversitesi’nden Alessandro Savino; Rutgers Üniversitesi’nden Roger Cohen; ve Raytheon Technologies’den Andy Dolphin, Webb’in M92 gözlemleri ve ekibin verileri diğer astronomlara yardımcı olmak için nasıl kullandığı hakkında daha fazla bilgi edinmek için. (Geçtiğimiz Kasım ayında Kristen McQuinn, yine bu programın bir parçası olan cüce gökada WLM üzerindeki çalışmasından bahsetti.)
Messier 92 (M92) küresel kümesinin yakalanmış görüntüsü James Webb Uzay Teleskobu’nun NIRCam cihazı tarafından. Ortadaki siyah şerit, NIRCam’ın iki uzun dalga boyu dedektörü arasındaki ayrımın sonucu olan bir çip boşluğudur. Boşluk, kümenin daha sönük, daha az yoğun kenar mahalleleriyle aynı anda yakalanamayacak kadar parlak olan kümenin yoğun merkezini kapsıyor.
Bu görüntü, dört farklı filtre kullanılarak dört pozlamanın bir bileşimidir: F090W (0,9 dalga boyundaki mikronlar) mavi ile gösterilmiştir; Cam göbeği renginde F150W (1,5 mikron); F277W (2,77 mikron) sarı; ve kırmızı renkte F444W (4,44 mikron). Görüntü yaklaşık 5 yay dakikasıdır (39 ışıkyılı). Kredi: Görüntü İşleme: NASA, ESA, CSA, Alyssa Pagan (STScI)
Bize bu ERS programından bahsedin. Neyi başarmaya çalışıyorsunuz?
Alessandro Savino: Bu özel program, çözülmüş yıldız popülasyonlarına odaklanmaktadır. Bunlar, M92 gibi çok yakın olan büyük yıldız gruplarıdır – Webb’in sistemdeki tek tek yıldızları seçebileceği kadar yakındır. Bilimsel olarak, bunun gibi gözlemler çok heyecan verici çünkü yıldızların ve galaksilerin fiziğini çok daha uzaktaki nesnelere çevirebileceğimiz pek çok şeyi kozmik çevremizden öğreniyoruz.
Matteo Correnti: Ayrıca teleskopu daha iyi anlamaya çalışıyoruz. Bu proje, diğer astronomlar ve diğer benzer projeler için verilerin iyileştirilmesi amacıyla kalibrasyonun iyileştirilmesi (tüm ölçümlerin mümkün olduğunca doğru olduğundan emin olunması) açısından faydalı olmuştur.
The James Webb Uzay Teleskobu, Hubble’dan sonraki en büyük uzay bilimi gözlemevidir ve Evren hakkındaki öne çıkan soruları yanıtlamak ve astronominin tüm alanlarında çığır açan keşifler yapmak için tasarlanmıştır. Webb, yıldızların ve gezegenlerin oluşumundan erken Evren’deki ilk galaksilerin doğuşuna kadar kökenlerimizin daha da ötesini görecek. Webb, NASA, ESA ve CSA arasındaki uluslararası bir ortaklıktır. Kredi: ESA/ATG medialab
Neden özellikle M92’ye bakmaya karar verdiniz?
Savino: M92 gibi küresel kümeler yıldız evrimi anlayışımız için çok önemlidir. Onlarca yıldır yıldızların nasıl çalıştığını, yıldızların nasıl evrimleştiğini anlamak için birincil ölçüt oldular. M92, klasik bir küresel kümedir. Yakında; nispeten iyi anlıyoruz; yıldız evrimi ve yıldız sistemleri araştırmalarımızda referanslarımızdan biridir.
Correnti: M92’nin önemli olmasının bir başka nedeni de Samanyolu’ndaki en eski küresel kümelerden biri olmasıdır. en eskisiBulabildiğimiz ya da en azından iyi bir şekilde çözüp tanımlayabildiğimiz en eski yıldızlardan bazılarını içerir. Bunun gibi yakındaki kümeleri çok eski evrenin izleyicileri olarak kullanabiliriz.
Roger Cohen: M92’yi de çok yoğun olduğu için seçtik: Çok yakın bir şekilde bir araya toplanmış birçok yıldız var . (Kümenin merkezi, Güneş’in etrafındaki bölgeden binlerce kat daha yoğundur.) M92’ye bakmak, birbirine çok yakın yıldızların ölçümlerini yapmamız gereken bu özel rejimde Webb’in nasıl performans gösterdiğini test etmemizi sağlar.{1 }
Küresel bir kümenin, onu yıldızların nasıl geliştiğini incelemek için yararlı kılan özellikleri nelerdir?
Andy Dolphin: Asıl meselelerden biri, M92’deki yıldızların büyük bir kısmının kabaca aynı zamanda ve kabaca aynı element karışımıyla oluşmuş olması, ancak geniş bir kitle yelpazesi ile. Böylece, bu belirli yıldız popülasyonu hakkında gerçekten iyi bir araştırma elde edebiliriz.
Savino: Ayrıca, yıldızların tümü aynı nesneye (aynı küresel küme, M92) ait olduğundan, biz hepsinin bizden aynı uzaklıkta olduğunu biliyoruz. Bu bize çok yardımcı oluyor çünkü farklı yıldızlar arasındaki parlaklık farklılıklarının sadece ne kadar uzakta olduklarıyla ilgili olmak yerine içsel olması gerektiğini biliyoruz. Modellerle karşılaştırmayı çok ama çok daha kolay hale getiriyor.
Bu yıldız kümesi, Hubble Uzay Teleskobu ve diğer teleskoplarla halihazırda incelenmiştir. Webb ile daha önce görmediğimiz ne görebiliriz?
Cohen: Webb ve Hubble arasındaki önemli farklardan biri, Webb’in çok soğuk, düşük kütleli yıldızların ışıklarının çoğunu verdiği daha uzun dalga boylarında çalışmasıdır. Webb, çok soğuk yıldızları gözlemlemek için iyi tasarlanmış. Aslında en düşük kütleli yıldızlara, yani Güneş’in kütlesinin 0,1 katından daha küçük yıldızlara ulaşabildik. Bu ilginç çünkü bu, yıldızların yıldız olmayı bıraktığı sınıra çok yakın. (Bu sınırın altında, çekirdeklerindeki hidrojeni ateşleyemeyecek kadar düşük kütleli kahverengi cüceler var.)
Correnti: Webb de çok daha hızlı. Hubble ile çok sönük düşük kütleli yıldızları görmek için yüzlerce saatlik teleskop süresine ihtiyacınız var. Webb ile sadece birkaç saat sürüyor.
Cohen: Bu gözlemler aslında teleskopun sınırlarını çok zorlamak için tasarlanmamıştı. Bu nedenle, bu kadar küçük, sönük yıldızları gerçekten çok fazla çaba harcamadan hâlâ tespit edebildiğimizi görmek çok cesaret verici.
Bu düşük kütleli yıldızların nesi bu kadar ilginç?
Savino: Her şeyden önce, onlar evrendeki en çok yıldızlardır. İkincisi, teorik açıdan çok ilginçler çünkü gözlemlenmesi ve karakterize edilmesi her zaman çok zor olmuştur. Özellikle, yıldız modelleri hakkındaki mevcut anlayışımızın biraz daha belirsiz olduğu, kütlesi Güneş’in yarısından daha az olan yıldızlar.
Correnti: Bu düşük kütleli yıldızların yaydığı ışığı incelemek de yardımcı olabilir küresel kümenin yaşını daha iyi sınırlandırabiliriz. Bu, Samanyolu’nun farklı bölümlerinin (M92’nin bulunduğu hale gibi) ne zaman oluştuğunu daha iyi anlamamıza yardımcı olur. Bunun da kozmik tarih anlayışımız üzerinde etkileri var.
Çektiğiniz görüntünün ortasında büyük bir boşluk var gibi görünüyor. Bu nedir ve neden orada?
Yunus: Bu görüntü, Webb’in Yakın Kızılötesi Kamerası (NIRCam) kullanılarak yapılmıştır. NIRCam, ikisi arasında bir “çip boşluğu” bulunan iki modüle sahiptir. Kümenin merkezi son derece kalabalık, son derece parlak. Dolayısıyla bu, o bölgeden gelen verilerin kullanışlılığını sınırlamış olurdu. Bu görüntülerin konumu, zaten mevcut olan Hubble verileriyle güzel bir şekilde örtüşüyor.
Ana hedeflerinizden biri, diğer bilim insanları için araçlar sağlamaktı. Sizi özellikle ne heyecanlandırıyor?
Dolphin: Geliştirdiğimiz ve astronomi camiasının kullanımına sunduğumuz temel kaynaklardan biri, DOLPHOT NIRCam modülü denen bir şey. Bu, yıldızların ve diğer çözülmemiş nesnelerin (yıldız benzeri görünüme sahip şeyler) parlaklığını otomatik olarak algılamak ve ölçmek için kullanılan mevcut bir yazılım parçasıyla çalışır. Bu, Hubble’daki kameralar için geliştirilmiştir. NIRCam için bu modülün eklenmesi (ayrıca Webb’in başka bir cihazı olan NIRISS için bir tane) astronomlara Hubble’dan bildikleri analiz prosedürünün aynısını sağlar ve artık Hubble ve Webb verilerini birleştirmek için tek bir geçişte analiz edebilme avantajına sahiptir. -teleskop yıldız katalogları.
Savino: Bu gerçekten büyük bir toplum hizmeti bileşenidir. Herkes için yararlıdır. Analizi çok daha kolaylaştırıyor.
Yazarlar Hakkında:
- Matteo Correnti, İtalyan Uzay Ajansı ve Ulusal Uzay Ajansı Uzay Bilimi Veri Merkezi’nde araştırma görevlisidir. Astrofizik Enstitüsü, Roma, İtalya.
- Alessandro Savino, Berkeley’deki California Üniversitesi’nde postdoc.
- Roger Cohen, New Brunswick, New Jersey’deki Rutgers University’de postdoc.{9 }
- Andy Dolphin, Tucson, Arizona’daki Raytheon Technologies’de teknik görevlidir.
Not: Bu makale, Webb biliminden elde edilen ve henüz emsal değerlendirme sürecinden geçmemiş verileri vurgulamaktadır. .
.