Das erste Deep-Field-Bild des Universums, das vom James Webb Space Telescope (JWST) aufgenommen wurde, ermöglichte es Wissenschaftlern, das schwache, geisterhafte Licht von intergalaktischen Waisensternen in Galaxienhaufen zu untersuchen.
Diese Sterne sind nicht gravitativ an die Galaxien gebunden, sie werden von ihrer Heimat weggezogen und durch die enormen Gezeitenkräfte, die zwischen Galaxien in Haufen erzeugt werden, in den intergalaktischen Raum getrieben. Das Licht dieser Sternwaisen wird Intrahaufenlicht genannt und ist so schwach, dass es nur ein Prozent der Helligkeit des dunkelsten sichtbaren Himmels hat ein Land.
Die Untersuchung dieses gespenstischen Lichts von verwaisten Sternen könnte nicht nur zeigen, wie sich Galaxienhaufen bilden, es könnte Wissenschaftlern auch Hinweise auf die Eigenschaften von geben Dunkle Materiedie mysteriöse Substanz, die etwa 85 % der Masse des Universums ausmacht.
Dunkle Materie interagiert nicht mit Licht, was bedeutet, dass Wissenschaftler wissen, dass sie nicht wie die alltägliche Materie ist, aus der sie besteht Protonen Und die Neutronen. Auf seine Existenz kann derzeit nur aus seinen gravitativen Wechselwirkungen geschlossen werden, die die Sterne und Planeten von Galaxien buchstäblich am Wegfliegen hindern.
Das JWST sieht das Universum im Infrarotlicht, den Frequenzen elektromagnetischer Strahlung, die es Astronomen ermöglichen, Galaxienhaufen anders zu sehen als im sichtbaren Licht abgebildet.
Die Schärfe der Infrarotbilder des JWST ermöglichte es den Forschern des Instituto Astronomy Institute of the Canary Islands (IAC), Mireia Montes und Ignacio Trujillo, das Licht im Inneren des Galaxienhaufens SMACS-J0723.3-7327 mit einer beispiellosen Detailgenauigkeit zu untersuchen.
Diese Schärfe ergibt sich aus der Tatsache, dass JWST-Bilder von SMACS-J0723.3-7327, das etwa 4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Phulan liegt, doppelt so tief sind wie frühere Beobachtungen derselben Gruppe Hubble-Weltraumteleskop.
sagte der erste Forschungsautor Montes V Aussage (Öffnet in einem neuen Tab). „Dies wird es uns ermöglichen, Galaxienhaufen viel weiter entfernt und viel detaillierter zu untersuchen.“
Die Untersuchung dieses schwachen Lichts innerhalb des Clusters erfordert mehr als nur die Beobachtungsgabe von JWST, was bedeutet, dass das Team auch neue Bildanalysetechniken entwickeln muss. „Bei dieser Arbeit mussten wir die JWST-Bilder zusätzlich verarbeiten, um das Licht im Cluster untersuchen zu können, da es sich um eine schwache, längliche Struktur handelt“, erklärte Montes in der Pressemitteilung. „Dies war der Schlüssel, um Verzerrungen bei unseren Messungen zu vermeiden.“
Die von Wissenschaftlern gewonnenen Daten sind ein eindrucksvoller Beweis für das Potenzial von Licht innerhalb eines Haufens, die Prozesse hinter der Strukturbildung in Galaxienhaufen aufzudecken.
„Bei der Analyse dieses Streulichts stellten wir fest, dass die inneren Teile des Haufens durch die Verschmelzung massereicher Galaxien entstanden sind, während die äußeren Teile durch die Ansammlung von Galaxien entstanden sind, die unserer eigenen ähnlich sind.“ MilchstraßeMontes sagte.
Da außerdem die Sterne innerhalb des Haufens eher dem Gravitationseinfluss des Haufens als Ganzes folgen als dem einzelner Galaxien, bietet das Licht dieser Sternwaisen eine hervorragende Möglichkeit, die Verteilung der Dunklen Materie in diesen Haufen zu untersuchen.
„Der JWST-Test wird es uns ermöglichen, die Verteilung der Dunklen Materie in diesen massiven Strukturen mit beispielloser Präzision zu charakterisieren und ihre grundlegende Natur zu beleuchten“, fügte Trujillo, Zweitautor der Studie, hinzu.
Die Forschung des Duos wurde am 1. Dezember in veröffentlicht Astrophysikalische Zeitschriftenbriefe (Öffnet in einem neuen Tab).
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