Astronomowie ujawnili najnowszy obraz głębokiego nieba wykonany przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, zawierający niedostrzeżone dotąd szczegóły w rejonie kosmosu zwanym Gromadą Pandora (inaczej Abell 2744). Widok z Webba ukazuje trzy gromady galaktyk zbliżające się do siebie, aby utworzyć supergromadę. Łączna masa tych gromad tworzy silną soczewkę grawitacyjną – naturalny efekt powiększający. Wykorzystując gromadę jak soczewkę powiększającą, możemy prowadzić obserwacje odległych galaktyk wczesnego Wszechświata.

Dotychczas tylko centrum Gromady Pandora było szczegółowo badane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Mając do czynienia z wydajnymi przyrządami do podczerwieni oraz szerokim, mozaikowym widokiem na liczne soczewki grawitacyjne, celem astronomów było osiągnięcie równowagi między szerokością i głębią, która przesunie granicę kosmologii i badań ewolucji galaktyk.

Astronomowie szacują, iż na powyższym zdjęciu, wykonanym przez JWST, ukazanych jest blisko 50 tys. źródeł bliskiej podczerwieni. Wyemitowane przez nie światło pokonało różne odległości aż do detektorów teleskopu. Oddaje to bezmiar kosmosu.

„Starożytny mit o Pandorze traktuje o ludzkiej ciekawości i odkryciach, które czynią przeszłość różną od przyszłości, co uważam za trafne nawiązanie do nowego spojrzenia na Wszechświat, które umożliwia Webb, w tym na samą Gromadę Pandora” – powiedziała Rachel Bezanson, astronom na Uniwersytecie w Pittsburghu, kierownik naukowy programu UNCOVER (ang. Ultradeep NIRSpec and NIRCam ObserVations before the Epoch of Reionization) badającego wspomniany wyżej region.

„Gdy ujęcia Gromady Pandora po raz pierwszy zostały dostarczone przez Webba, prawdę mówiąc, byliśmy zdumieni” – powiedziała Bezanson – „Widocznych było tak wiele szczegółów pierwszoplanowej gromady, jak również tych odległych, poddanych soczewkowaniu galaktyk. Zatraciłam się w tym obrazie. Webb przekroczył nasze oczekiwania”

Nowy widok na Gromadę Pandora to złożenie czterech zdjęć, które tworzą panoramiczny obraz, ukazujący niemal 50 tys. źródeł bliskiej podczerwieni. Oprócz powiększania soczewkowanie grawitacyjne powoduje również zniekształcenie wyglądu odległych galaktyk, dlatego znacznie różnią się one od tych na pierwszym planie. Soczewkujące gromady galaktyk są tak masywne, że zakrzywiają one przestrzeń samą w sobie na tyle, aby światło przechodzące przez tą przestrzeń też doznało zakrzywienia. 

W obrębie soczewki grawitacyjnej po lewej u dołu zdjęcia,Webb uchwycił setki odległych galaktyk poddanych soczewkowaniu, które wyglądają jak wyblakłe, zakrzywione linie. Po powiększeniu, w tym rejonie ujawnia się ich coraz więcej. Nigdy nie zostały one uchwycone przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a.

„Gromada Pandora taka, jaka została sfotografowana przez Webba, ukazuje nam lepsze obrazy od tych które kiedykolwiek wcześniej zaobserwowaliśmy” – powiedział Labbe – „Moją pierwszą reakcją na zdjęcie było uznanie go za tak piękne, że wyglądało na symulacje formowania się galaktyk. Musieliśmy przypomnieć sobie, że to autentyczne dane i pracujemy już w nowej erze astronomii”

Zespół projektu UNCOVER użył NIRCam, aby uchwycić gromadę przy 4 do 6 godzinnej ekspozycji i całkowitym czasie obserwacji wynoszącym 30 godzin. Następny krok to skrupulatne przejrzenie danych obrazowych i wybranie galaktyk do dalszych obserwacji przez NIRSpec. Dostarczą one precyzyjnych pomiarów odległości oraz innych szczegółowych informacji o strukturze galaktyk-soczewek, które rzucą nowe światło na gromadzenie się galaktyk we wczesnym Wszechświecie oraz ich ewolucję. Zespół UNCOVER przewiduje wykonanie ich latem 2023 roku. 

Do dnia dzisiejszego wszystkie dane fotometryczne NIRCam zostały upublicznione, aby inni astronomowie zapoznali się z nimi i zaplanowali swoje własne badania naukowe oparte na danych z Teleskopu Webba. 

„Dokładamy wszelkich starań, aby pomóc społeczności astronomicznej jak najlepiej wykorzystywać dane z Webba” – powiedział Gabriel Brammer z instytutu badawczego Cosmic Dawn Center Uniwersytetu Kopenhaskiego, współtwórca UNCOVER – „To tylko początek wszystkich niesamowitych, nadchodzących odkryć dokonanych dzięki Webbowi”

Ujęcia mozaiek i katalog źródeł na temat Gromady Pandora (Abell 2744) dostarczone przez UNCOVER zestawiają ze sobą ogólnodostępne dane Teleskopu Hubble’a oraz fotometrię Webba z trzech wczesnych programów obserwacyjnych: JWST-GO-2561, JWST-DD-ERS-1324 i JWST-DD-2756.

Korekta – Matylda Kołomyjec

Autor

Amelia Staszczyk