กาแลคซีที่วางไว้อย่างสะดวกสบายได้สร้างวงแหวนไอน์สไตน์ใกล้ ๆ ในภาพ JWST สีเท็จนี้กาแล็กซี่เบื้องหน้าห่างออกไป 3 พันล้านปีแสงดูเป็นสีน้ำเงินในขณะที่กาแลคซีพื้นหลังเป็นสีแดง โมเลกุลอินทรีย์ถูกเน้นเป็นสีส้ม
เครดิตภาพ: J. Spilker/s Doyle, NASA, ESA, CSA
ผ่านการผสมผสานระหว่างแรงโน้มถ่วงของแสงและพลังพิเศษของjwstนักวิทยาศาสตร์ตรวจพบโพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) ในกาแลคซี 12 พันล้านปีแสงจากโลก เราเห็น Galaxy SPT0418-47 เหมือนเมื่อจักรวาลเป็นสิบของอายุปัจจุบันและการสังเกตแสดงให้เห็นว่ามันได้รับการเสริมสร้างในองค์ประกอบที่หนักและโมเลกุลที่ค่อนข้างซับซ้อน
เมื่อเราพบ PAHs บนโลกมักจะเป็นสัญญาณที่ไม่ดี ชุดของสารประกอบนี้ผลิตโดยไฟป่าและในควันไอเสียของเครื่องยนต์แม้ว่าบางชนิดจะใช้เป็นยาฆ่าแมลงและสารตั้งต้นสำหรับโมเลกุลอื่น ๆ การค้นหาพวกเขาในอวกาศเป็นเรื่องที่แตกต่างกันมากเนื่องจากพวกเขาระบุกระบวนการทางเคมีที่สำคัญและส่วนผสมบางอย่างที่จำเป็นในการทำให้ชีวิต
การค้นหา PAHs ในกาแลคซีของเราเองได้กลายเป็นกิจวัตร แต่จักรวาลยุคแรกเป็นเรื่องที่แตกต่างกัน ตอนนี้กระดาษใหม่เปลี่ยนไป ยิ่งกว่านั้นงานได้ไปไกลเกินกว่าการตรวจจับ โดยการทำแผนที่การกระจายของ PAHs ในSPT0418-47กระดาษเผยให้เห็นการปล่อยอินฟราเรดจากกาแลคซีที่เต็มไปด้วยฝุ่นเช่นนี้ถูกครอบงำด้วยการก่อตัวของดาว
ดาวรังสีครึ่งหนึ่งปล่อยออกมาถูกดูดซึมโดยธัญพืชฝุ่นซึ่งถูกทำให้ร้อนในกระบวนการและปล่อยพลังงานอีกครั้งในอินฟราเรดซึ่ง JWST สามารถตรวจจับได้ PAHs ติดตามการกระจายของเม็ดฝุ่นขนาดมิลลิเมตรในอวกาศและสามารถทำหน้าที่เป็นพร็อกซีเพื่อเปิดเผยสถานะของพวกเขา พวกเขายังควบคุมการระบายความร้อนของก๊าซระหว่างระบบดาว
บรรยากาศรบกวนการสังเกตจากโลกในอินฟราเรดและก่อนที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศ JWST จะขาดการศึกษาพลังงานของ PAH ในกาแลคซีที่ห่างไกลมาก นอกเหนือจาก JWST ผู้เขียนบทความรวมถึง University of Illinois Urbana-Champaign นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Kedar Phadke และศาสตราจารย์ Joaquin Vieira ใช้ตัวอย่างสุดขีดของเลนส์แรงโน้มถ่วงที่ซึ่งมวลขนาดใหญ่มุ่งเน้นแสงจากวัตถุที่อยู่ห่างไกลมากขึ้นเพื่อขยายมัน
SPT0418-47 เป็นเลนส์ที่มีแรงโน้มถ่วงโดยกาแลคซีที่ใกล้ชิดเพื่อให้ดูมีขนาดใหญ่และสดใส 30-35 เท่าที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยไม่ต้องใช้เลนส์ มีเพียงการรวมกันของเหตุการณ์เลนส์ที่รุนแรงเช่นนี้และพลังของ JWST ช่วยให้เราเห็นกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลเช่นนี้รอบ ๆ ความยาวคลื่น 3.3 ไมโครเมตรซึ่ง PAHs เปล่งออกมา
.png)
SPT0418-47 เรียงรายอย่างสมบูรณ์แบบด้วยกาแลคซีสามในสี่ของทางสู่โลกเพื่อสร้างวงแหวน Einstein
เครดิตภาพ: S. Doyle / J. Spilker
“ สิ่งที่การวิจัยนี้กำลังบอกเราในตอนนี้ - และเรายังคงเรียนรู้ - คือเราสามารถเห็นภูมิภาคทั้งหมดที่ธัญพืชฝุ่นขนาดเล็กเหล่านี้ตั้งอยู่ - ภูมิภาคที่เราไม่เคยเห็นมาก่อน JWST” Phadke กล่าวใน Aคำแถลง-
การกระจายของ PAHs และธัญพืชขนาดเล็กเผยให้เห็นรูปแบบที่แตกต่างจากธัญพืชฝุ่นขนาดใหญ่ที่รับผิดชอบการปล่อยอินฟราเรดไกลไกลโดยมีอัตราส่วนระหว่างพวกเขาแตกต่างกันไปตามปัจจัยห้าประการ
นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่ารังสีอินฟราเรดส่วนใหญ่จาก SPT0418-47 ไม่ได้มาจากดิสก์สะสมรอบ ๆ หลุมดำเช่นเดียวกับกรณีของควาซาร์ แต่ถูกปล่อยออกมาจากดาว
“ เราไม่ได้คาดหวังสิ่งนี้” Vieira กล่าว "การตรวจจับโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนเหล่านี้ในระยะไกลเช่นการเปลี่ยนแปลงเกมเกี่ยวกับการสังเกตในอนาคตงานนี้เป็นเพียงขั้นตอนแรกและตอนนี้เราเพิ่งเรียนรู้วิธีการใช้และเรียนรู้ความสามารถของเรา
สิ่งหนึ่งที่เรายังไม่ทราบก็คือ SPT0418-47 เป็นเรื่องปกติของกาแลคซีในยุคนี้ในวิธีที่วัดได้หรือเป็นค่าผิดปกติ ในการตอบคำถามนั้นเราจะต้องค้นหากาแลคซีมากขึ้นด้วยกาแลคซีที่อยู่ใกล้กับที่วางไว้อย่างสะดวกสบายซึ่งสามารถทำให้พวกเขามีแรงโน้มถ่วงสำหรับเราหรือสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังกว่า JWST
การศึกษาถูกตีพิมพ์ในธรรมชาติ-
