CC BY
0JAMES WEBB KOSMIK TELESKOPI VA UNING DASTALBKI KUZATUV NATIJALARINI TAHLILI HAQIDA
Ollayorov M.M, Shamshiyev F.T.
Mirzo Ulug'bek nomidagi O'zbekiston Milliy universiteti. https://doi.org/10.5281/zenodo.1116683 7 Jeyms Uebb kosmik teleskopi (ingl. James Webb Space Telescope, JWST) orbital infraqizil observatoriya bo'lib, bugungi kunda eng katta ko'zguga ega bo'lgan eng katta kosmik teleskop (umumiy diametri 6,5 metr bo'lgan segmentli ko'zgu). Teleskop Yerdan 1,5 million km uzoqlikda joylashgan Quyosh-Yer sistemasining Lagranj L2 nuqtasida galo orbitada joylashgan (rasm.1). Uning 5 qavatli issiqlikdan himoya qiluvchi pardasi tennis kortining o'lchamiga teng bo'lib, teleskop asboblarini bir vaqtning o'zida Quyosh, Yer va Oy tomonidan isitilishidan himoya qiladi. Atmosfera ta'sirining yo'qligi tufayli teleskopning ajrata olish qobiliyat Yerda joylashgan shunga o'xshash teleskoplardan 7-10 baravar katta.
1-rasm. Quyosh - Yer sistemasidagi L2 nuqtasi Oy orbitasidan ancha tashqarida joylashgan. Yer va Oy markazlari orasidagi o 'rtacha masofa 384 467
km.
"Jeyms Uebb" uzun to'lqinli ko'rinadigan yorug'likdan (qizil) o'rta mfraqizil (0,6-28,3 mikrometr) gacha bo'lgan past chastota diapazonida kuzatuvlar olib boradi. (Shuning uchun ham uni Xabbl teleskopining emas, balki Spitser teleskopining" davomchisi" deyish mumkin). Bu unga Koinotdagi eng uzoq
ob'ektlarni, yuqori qizilga siljishga ega bo'lgan galaktikalarni (Koinotdagi birinchi galaktikalar va yulduzlar) ni kuzatish imkonini beradi.
JWST ning asosiy vazifalari.
1. Astrofizika. Katta Portlashdan keyin hosil bo'lgan birinchi yulduzlar va galaktikalarning yorug'ligini aniqlash, galaktikalar, yulduzlar, Sayyora sistemalari va hayotning kelib chiqishi, evolyutsiyasi va rivojlanishini o'rganish.
2. Ekzoplanetalogiya. Teleskop o'z yulduzlaridan 12 a.b. masofada joylashgan va Yerdan 15 yorug'lik yiligacha masofada joylashgan, sirt harorati 300 K gacha bo'lgan (bu deyarli Yer yuzasi haroratiga teng) nisbatan sovuq ekzosayyoralarni aniqlay oladi. Shuningdek, "Webb" Yupiterning massasi 0,3 ga yaqin bo'lgan sayyoralarni o'z yulduzidan 100 a.b. dan yuqori va Saturn massasidan kichik bo'lgan sayyoralarni o'z yulduzidan 10 a.b. dan yuqori masofada kuzatishga qodir.
3. Protosayyora disklari. O'rganish uchun eng muhim ob'ektlar ro'yxatiga 2003 yilda Spitzer kosmik teleskopi va 2018 yilda ALMA radio teleskop kompleksi yordamida olingan yigirmadan 17 ta eng yaqin protosayyora disklari kiradi. "Uebb" protosayyora disklarining spektrlarini o'lchaydi, bu ularning kimyoviy tarkibi haqida tasavvurga ega bo'lishga, shuningdek sistemaning ichki tuzilishi tafsilotlarini to'ldirishga imkon beradi.
4. Sayyoralarning suv olami va Quyosh sistemasining kichik jismlari.
Teleskopning infraqizil asboblari Quyosh sistemasining suv olamini -
Yupiterning yo'ldoshi Evropani va Saturnning yo'ldoshi Enseladni o'rganish uchun ishlatiladi. NIRSpec asbobi ikkala sun'iy yo'ldoshning geyzerlarida biosignaturalarni (metan, metanol, etan) topish uchun ishlatiladi.
Birinchi marta olingan ilmiy natijalar.
O'zyulduzlarini shakllantirgan z~11 masofadagi massiv galaktika. Barionlar va sovuq qorong'u materiya galolarining bosqichma-bosqich ierarxik yig'ish orqali galaktikalarning shakllanishi zamonaviy astrofizika [1,2] asosidagi paradigma bo'lib, dastlabki kosmik davrlarda massiv galaktikalar sonining kuchli qisqarishini bashorat qiladi [3,4,5]. Massiv so'nayotgan, yoki qari galaktikalar (yulduz massalari >10nMQ) Katta Portlashdan 1-2 milliard yil o'tgach kuzatilgan [6,7,8,9,1011,12,13]; bular o'z o'rnida hozirgi zamon kosmologiya nazariy modellarni ancha cheklamoqda, chunki ular 300-500 million yil atrofida hosil bo'layapti va faqat ba'zi modellargina massiv galaktikalarni shu qadar erta hosil qilishi mumkin [14,12]. Jeyms Uebb kosmik teleskopi yordamida 3.205±0.005 qizilga siljishdagi ulkan tinch ZF-UDS-7329 galaktikasining spektroskopik kuzatuvlari haqida ma'lumotlarni keltiramiz. Yerda o'rnatilgan spektroskopiyasida kuzatishning iloji bo'lmagan [8], odatdagidan ancha qizilroq va spektrida ancha eski yulduz aholisiga xos xususiyatlar mavjud. Batafsil simulyatsiyalar shuni
ko'rsatadiki, yulduzlar aholisi taxminan 1,5 milliard yil oldin shakllangan (z ~11) yetarli massali qorong'u materiya galolari hali standart stsenariy bo'yicha yig'ilmagan davrda [4,5]. Ushbu kuzatuv dastlabki galaktikalarning aniqlanmagan aholisi mavjudligini va erta yulduzlar aholisi, galaktika shakllanishi yoki qorong'u materiyaning tabiati haqidagi tushunchamizda sezilarli bo'shliqlar mavjudligini ko'rsatmoqda.
Xulosa: Qizilga siljish z~1-2 da zaif galaktikalarni aniqlash JWST ning ancha katta diafragmasi va uning MIRI asbobining IQ-ga yaqin sezgirligi va o'rtacha IQ-diapazonda nisbatan zaifligi bilan bog'liq. JWST kuzatuv ma'lumotlarini tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, massiv galaktikalar o'z yulduzlarini z расстоянии 11 masofada, ya'ni katta portlashdan taxminan bir necha million yil o'tgach hosil qilgan, buni zamonaviy kosmologik nazariya tushuntirib bera olmaydi. Zamonaviy nazariyaga ko'ra, bu vaqtda galaktikalar endigina paydo bo'lishi kerak edi. Biroq, JWST yordamida mitti galaktikalar mavjud bo'lib, ular zamonaviy nazariyaga mos keladi, ammo yangi ob'ektlar paydo bo'ladi - xira, o'chgan galaktikalar, ular zamonaviy nazariyaga mos kelmaydi, unga ko'ra dastlabki Koinot faol galaktikalar bilan to'lib toshgan bo'lishi kerak, ya'ni.kvazarlar (blazarlar), lekin JWST ularni topa olmaydi. Avvalgi, kuchli yer va kosmik teleskoplarning suratlarida bu ob'ektlarning ulushi masofa bilan ortadi va katta portlashning zamonaviy nazariyasiga mos keladi, ya'ni teleskoplar uzoq masofalarda faqat yorqin ob'ektlarni ko'rgan [15]. Shunday qilib, olinganlarni o'rganish JWST yordamida natijalar. koinotning tug'ilishi va evolyutsiyasi haqidagi fikrimizni butunlay o'zgartiradi.
Adabiyotlar:
1. Blumenthal, G. R. et al. Formation of galaxies and large-scale structure with cold dark matter. Nature 311, 517 - 525 (1984).
2. Somerville, R., Dave, R. Physical Models of Galaxy Formation in a Cosmological Framework. ARA&A 53, 51-113 (2015).
3. Glazebrook, K. et al. A high abundance of massive galaxies 3-6 billion years after the Big Bang. Nature 430, 181 - 184 (2004).
4. Behroozi, P., Silk, J. The most massive galaxies and black holes allowed by ЛШМ. MNRAS 477, 5382 - 5387 (2018).
5.Boylan-Kolchin, M. Stress testing ЛCDM with high-redshift galaxy candidates. Nature Astronomy 7, 731-735 (2023).
6. Marsan, Z. C. et al. Spectroscopic Confirmation of an Ultra Massive and Compact Galaxy at z=3.35: a Detailed Look at an Early Progenitor of Local Giant Ellipticals. ApJ 801, 133 (2015).
7.Glazebrook, K. et al. A massive, quiescent galaxy at a redshift of 3.717. Nature 544, 71-74 (2017).
8.Schreiber, C. et al. Jekyll and Hyde: quiescence and extreme obscuration in a pair of massive galaxies 1.5 Gyr after the Big Bang. A&A 611, A22 (2018).
9.Forrest, B. et al. An Extremely Massive Quiescent Galaxy at z=3.493: Evidence of Insufficiently Rapid Quenching Mechanisms in Theoretical Models. ApJ 890, L1 (2020).
10.Saracco, P. et al. The Rapid Buildup of Massive Early-type Galaxies: Supersolar Metallicity, High Velocity Dispersion, and Young Age for an Early-type Galaxy at z=3.35. ApJ 905, 40 (2020).
11. Forrest, B. et al. The Massive Ancient Galaxies at z>3 NEar-infrared (MAGAZ3NE) Survey: Confirmation of Extremely Rapid Star Formation and Quenching Timescales for Massive Galaxies in the Early Universe. ApJ 903, 47 (2020).
12. Valentino, F. et al. Quiescent Galaxies 1.5 Billion Years after the Big Bang and Their Progenitors. ApJ 889, 93 (2020).
13. Antwi-Danso, J. et al. The FENIKS Survey: Spectroscopic Confirmation of Massive Quiescent Galaxies at z~ 3-5. arXiv e-prints arXiv:2307.09590 (2023).
14. Merlin, E. et al. Red and dead CANDELS: massive passive galaxies at the dawn of the universe. MNRAS 490, 3309-3328 (2019).
15. Allison Kirkpatrick, et al. CEERS Key Paper. VII. JWST/MIRI Reveals a Faint Population of Galaxies at Cosmic Noon Unseen by Spitzer, The Astrophysical Journal Letters, 959: L7, (2023).
