RIT天体物理学家合作开展JWST调查获得早期宇宙的广阔视野

这张图片是詹姆斯韦伯太空望远镜上的近红外相机(NIRCam) 拍摄的较大马赛克的一部分。它来自北斗七星手柄附近的一片天空。这是宇宙进化早期发布科学调查 (CEERS) 合作获得的首批图像之一。RIT 副教授 Jeyhan Kartaltepe 是该调查的 18 位联合调查员之一。

来自宇航局詹姆斯韦伯太空望远镜的新图像显示了可能是有史以来最早观察到的星系之一。这些图像包括超过 130 亿年前的物体，其中一个提供的视野比韦伯在 7 月 12 日发布的第一张深场图像要宽得多。这些图像代表了天文学家主要合作中的一些初步成果和其他学术研究人员与 NASA 和全球合作伙伴合作，以发现有关宇宙的新见解。

这些图像是由德克萨斯大学奥斯汀分校的一位科学家领导的宇宙进化早期发布科学调查(CEERS) 拍摄的。Jeyhan Kartaltepe是罗彻斯特理工学院物理与天文学学院的副教授，他是来自 12 个机构的 18 位联合研究员之一，他还有来自和其他 9 个国家的 100 多名合作者。CEERS 研究人员正在研究一些最早的星系是如何在宇宙不到其当前年龄的 5% 时形成的，在被称为再电离的时期，以及星系从那时到今天是如何演化的。

詹姆斯韦伯太空望远镜上的中红外仪器 (MIRI) 从北斗七星手柄附近的一片天空中拍摄的图像。这是宇宙进化早期发布科学调查 (CEERS) 合作获得的首批图像之一。

该团队已经确定了一个他们估计正在被观测到的特别令人兴奋的物体，因为它距离大爆炸仅 2.9 亿年。天文学家将此称为 z~14 的红移。

该发现已在预印本服务器 arXiv 上发表，正在等待在同行评审期刊上发表。如果这一发现得到证实，它将成为有史以来观测到的最早的星系之一，它的存在将表明星系的形成时间比许多天文学家以前认为的要早得多。

前所未有的清晰图像揭示了一系列复杂的星系随着时间的推移而演变——一些优雅成熟的风车，一些胖乎乎的蹒跚学步的孩子，还有一些薄薄的漩涡状的做事邻居。这些图像需要大约 24 小时才能收集，它们来自北斗七星手柄附近的一片天空，北斗七星是一个正式命名为大熊座的星座。哈勃太空望远镜之前曾观测到同样的天空区域，如在加长格罗斯地带所见。

“这些图像令人兴奋，因为这些真正高红移星系候选者的绝对数量比我们预期的要大，”Kartaltepe 说。“我们知道我们会找到一些，但我认为没有人认为我们会找到这么多。这要么意味着宇宙的运作方式与我们想象的略有不同，要么存在许多其他污染源，而这些候选者将变成其他东西。现实可能是两者兼而有之。”

Kartaltepe 在调查中担任多个领导角色，专注于形态——测量星系的形状和大小并研究它们的结构如何演化——以及使用 NIRSpec 仪器建立和分析遥远星系的光谱观测。她的三个天体物理科学与技术博士学位。学生——Isabella Cox、Caitlin Rose 和 Brittany Vanderhoof——参与了调查并处理了数据。

整个 CEERS 计划将涉及 60 多个小时的望远镜时间。更多的成像数据将在 12 月收集，以及数百个遥远星系的光谱测量。

Kartaltepe 还是COSMOS-Web 的首席研究员，这是 JWST 第一年选择的最大的一般观察者计划。在 218 个观测小时的过程中，COSMOS-Web 将通过多波段、高分辨率近红外成像和前所未有的 32,000 个中红外星系对 50 万个星系进行雄心勃勃的调查。JWST 预计将于 12 月开始为 COSMOS-Web 收集第一批数据。