Eine Webb-Galaxie mit Rotverschiebung ca. 12.4?

Dieser unscheinbare Blob auf NIRCam-Bildern des JWST sorgt gerade reihum für atemlose Schlagzeilen: Er wurde von zwei unabhängigen Arbeitsgruppen in Daten des Early Release Science-Programms „GLASS“ aufgespürt und ist zusammen mit einem weiteren Fund im selben kleinen Himmelsfeld Star der vorletzte Nacht gleichzeitig erschienenen Papers „Early results from GLASS-JWST. III: Galaxy candidates at z∼9-15“ und „Two Remarkably Luminous Galaxy Candidates at z ≈ 11 − 13 Revealed by JWST“ – hier wurde er von Gabriel Brammer als Nah-Infrarot-Falschfarben-Bild dargestellt.

Darin erscheint das Objekt „knallrot“, weil es auf den NIRCam-Bildern – es waren sieben Aufnahmen von 900 nm bis 4.4 µm gemacht worden – erst ab 2 µm schlagartig zu sehen ist, dann konstant stark, aber bei kürzeren Wellenlängen komplett fehlt: Hier aus beiden Papers die komplette Bilder-Serie bzw. der kritische Übergang.

Und hier die Auswertung durch die beiden Teams, die das Objekt „GHZ2“ bzw. „GLASS-z13“ oder „GL-z13“ nennen: Beide sind sich sehr sicher, dass es nur eine extrem weit entfernte Galaxie sein kann, deren Licht unterhalb einer bestimmten Wellenlänge komplett durch intergalaktischen neutralen Wasserstoff absorbiert wird, wie einer der Autoren in diesem Thread erläutert – andere plausible Erklärungen für den „Dropp-Off“ im Spektrum, exotische völlig andere Objekte mit ähnlichem Spektrum etwa, können sie nicht erkennen. Oben und darunter sind aus beiden Papers Magnituden aus den Bildern gegen die Wellenlänge in Ångström bzw. der Fluss gegen die Wellenlänge aufgetragen, jeweils unterlegt mit typischen Galaxienspektren mit Kante, und im kleinen Bild oben bzw. der Grafik unten die Ableitungen der Rotverschiebung des Objekts aus dem Dropp-Off: ziemlich scharfe ~12.3 durch die eine bzw. mit zwei verschiedenen Methoden 12.4±0.2 und 13.1±0.8 durch die andere Gruppe.

Gemäß dem Cosmology Calculator sehen wir die Galaxie 350±25 Mio. Jahre nach dem Urknall (die Zahl variiert mit der genauen Rotverschiebung wie auch dem Wert der Hubble-Konstanten nur wenig) – wenn die Rotverschiebung denn stimmt: Sie ist ja allein photometrisch aus wenigen Bildern abgeleitet worden, ein Spektrum mit womöglich identifizierbaren Linien gar gibt es bisher nicht. Das ist bei den beiden aktuellen Rekordhaltern in Sachen z anders: Die 11.1 von GNz11 gelten als spektroskopisch gut abgesichert, die 13.3 von HD1 sind eher photometrisch, haben aber auch ein spektroskopisches Indiz. Ob GHZ2/GL-z13 einen neuen Rekord aufgestellt haben mag, bleibt vorerst Interpretations-Sache. In dieser Grafik ist jedenfalls die Absoluthelligkeit im UV gegen die Rotverschiebung von bekannten Galaxien aus der ersten Jahrmilliarde des Universums aufgetragen: Der neue Kandidat unten rechts wie auch der zweite Fund GHZ1 alias GL-z11 beider Gruppen mit einer photometrischen Rotverschiebung von ~10.6 (und leicht länglicher Gestalt, im Gegensatz zum rundlich erscheinenden GHZ2) liegen in einem neuen Parameter-Bereich, fern und nicht besonders hell. Aber dass sie überhaupt gleich im allerersten kleinen von Webb untersuchten Himmelsfeld gefunden wurden, könnte auf eine deutlich größere Galaxienzahl im ganz jungen Universum hindeuten als aktuelle Modelle erwarten lassen – Webb könnte eine Menge zu sehen bekommen. Und tatsächlich sind im selben GLASS-Feld auch noch fünf weitere Fern-Galaxien-Kandidaten mit – teilweise allerdings widersprüchlichen – Rotverschiebungs-Abschätzungen von 9 bis 11 gefunden worden. [20:00 MESZ]

Eine betont krasse Weiterverarbeitung des NIRCam-Bildes des linsenden Galaxienhaufens ohne wissenschaftlichen Anspruch (eine weniger verrückte) – und trotzdem nützlich: Das Intra-Cluster-Licht von Sternen, die bei Wechselwirkungen der Haufen-Galaxien untereinander aus diesen gerissen wurden und nun durch den Haufen driften, tritt hier dunkelblau hervor. Und es wird deutlich, dass ein über interessante Substrukturen verfügt, auf die bereits das Paper „Unscrambling the lensed galaxies in JWST images behind SMACS0723“ hingewiesen hatte, mit Bogenstrukturen an den Enden: Wie das ICL mit der Verteilung der Dunklen Materie korrespondiert, die sich wiederum über den Linsen-Effekt verrät, wird Gegenstand weiterer Untersuchungen sein: Dieses Paper identifizierte 14 neue Linsen-Systeme mit zusammen 42 produzierten Bildern (zusätzlich zu den bereits von Hubble gefundenen fünf Linsen) und kann alles durch ein Modell der Massenverteilung im Haufen erklären (die natürlich von dessen fetter Zentralgalaxie dominiert wird): Dieser hat eine Rotverschiebung von 0.39, während die gelinsten Galaxien oft etwa 1.5 aber zuweilen 5 bis 7 haben. Das Paper „Precision modeling of JWST’s first cluster lens SMACSJ0723.3-7327“ fand sogar 16 neue Linsensysteme: Eine Hintergrund-Galaxie an genau dem richtigen Ort würde nicht nur stark verzerrt sondern auch um bis zu einem Faktor 1000 heller gemacht. Nicht ‚künstlich‘ aufgehellt wurden übrigens die fernsten bereits in Haufennähe von Webb gefundenen Galaxien (mit spektroskopischen Rotverschiebungen bis 8.5) und maximal um einen Faktor 2 drei besondere Galaxien im selben Bild, die das Paper „Properties of the submillimeter galaxies revealed by JWST and ALMA in SMACS 0723 galaxy cluster“ beschreibt: Submillimeter-Galaxien mit Rotverschiebungen von 0.8 bis 2.1. [21:00 MESZ]

Der Randbereich des Kugelsternhaufens Messier 92, von Judy Schmidt aus NIRCam-Bildern in vier Wellenlängen von 900 nm bis 4.4 µm erzeugt: auch ein anderes Feld in der Nähe und das gesamte M-92-Pakete in anderer Fan-Verarbeitung; das Zentrum des Haufens fehlt. Und hier, hier und hier ein paar Details aus dem JWST-Early Release Science-Programm CEERS – auf dessen NIRCam-Bildern eine der anfangs genannten Gruppen übrigens gleich noch drei weitere Galaxienkandidaten mit hohen photometrischen Rotverschiebungen gefunden hatte und wo offenbar noch mehr wartet. [21:35 MESZ]

Die Spiralgalaxie Messier 74, wie sie MIRI mit 7.7, 10 und 11 µm sieht: hinter dem Bild ein Falschfarben-Komposit in voller Auflösung, auf dem besonders filamentäre Strukturen durch Staub und PAHs auffallen. Auch eine interaktive Version dieser Daten, weitere M-74-Verarbeitungen hier und hier, ein Fan-Experiment mit Stephan’s Quintet – und wieviele Gaia-Sterne hinter Webbs Bildern liegen. Und eine Sneak-Preview eines Exoplaneten-Spektrums mit scharfen Absorptions-Linien und viel Wasser sowie Lichtkurven von TESS für Webbs Exoplaneten der Early Release Science. [21:50 MESZ]

Eine besonders gute Verarbeitung des hier schon viermal präsentierten Webb-Jupiters, der während Nachführ-Tests am 28. Juni aufgenommen worden war: Nun sieht man auch einiges Detail in der hellen Äquatorzone, die bei anderen oft ausgebrannt ist. Auch besonders krasse Jupiter-Verarbeitung [NACHTRAG: eine besondere Betonung des Rings], das Tracking eines Aten-Asteroiden, wie das JWST widerstandsfähig gemacht wurde, der NASA-Wissenschafts-Chef in Schrift und Wort (auch ein Transkript u.a.), JWST-Pläne in Innsbruck, Artikel hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier, hier und hier und ein Web-TV– und ein Radio-Beitrag. Und die NASA hat den Start-Vertrag für das Roman Space Telescope vergeben, für eine Falcon Heavy, 2026 oder 2027 (auch ein Interview und Artikel hier und hier) – plus Tests mit XRISM, einem Röntgen-Satelliten von JAXA, NASA & ESA. [22:10 MESZ]

Die Ius und Tithonium Chasmata, Teil der Valles Marineris, aufgenommen vom Mars Express – ja, den gibt es noch – am 21. April: Auflösung 25 Meter pro Pixel. Auch die weitere Planung der Mars Sample Return Mission von NASA und ESA, wo es nun um die Technik der Proben-Abholung geht, eine kuriose private Mars-Mission, die weiterhin unklare Zukunft des ExoMars-Rovers, die Papers „The Geophysical Environment of (486958) Arrokoth—A Small Kuiper Belt Object Explored by New Horizons“ und „High-Resolution Thermophysical Analysis of the OSIRIS-REx Sample Site and Three Other Regions of Interest on Bennu“, die Untersuchung der Psyche-Krise, die bis zur Absage der Mission führen könnte, und JUICE und EarthCARE im Test. Ferner die Mond-Mission der VAE auf Kurs, Luna 25 eher nicht, schon wieder eine NASA-Mond-Mission mit privaten Partnern, während VIPER verschoben wurde, und wie die Roboter auf dem Ätna Training für die Monderkundung betrieben und Buzz Aldrins Mond-Memorabilia unter den Hammer kommen. Und auf einer Telecon gestern wurde der 29. August als frühest-möglicher Startermin von Artemis I genannt: Live-Tweet-Threads hier, hier, hier, hier und hier, ein NASA Release, Updates vom 15.7. und 8.7. und Artikel von gestern (mehr, mehr, mehr, mehr und mehr) und dem 8. Juli.

In diesen Minuten geht eine russisch-europäische EVA zuende, mit Artemyev & Cristoforetti, die mit der Freilassung zahlreicher Mini-Satelliten begann (mehr) und gegen den Widerstand der Spacewalker beendet wurde: NASA-Updates von 17:09 und 15:40 MESZ heute und 19:25 MESZ gestern, die komplette EVA und weitere Screenshots. Auch eine Vorschau auf die Mission Crew 5 [NACHTRAG: inklusive eines Zwischenfalls mit der Rakete des Dragon], warum sich ein Cygnus verspätet, der Abbruch eines Starlink-Starts bei t-46 Sekunden, die Highlights der Vega-C-Premiere, die Starts von Isar Aerospace in Französisch Guyana, die Eröffnung des DLR-Observatoriums für Raumschrott (mehr, mehr und mehr) – und dann waren da noch kuriose Lichterscheinungen in China, die einen militärischen Hintergrund haben könnten. [23:55 MESZ – Ende. NACHTRAG: ein NASA-Update von 0:04 MESZ am 22. Juli und Artikel hier, hier und hier zum Abschluss der EVA]

2 Antworten to “Eine Webb-Galaxie mit Rotverschiebung ca. 12.4?”

  1. Allgemeines Live-Blog ab dem 22. Juli 2022 | Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] Alles übers All … von Daniel Fischer … seit 1985 – und jetzt online im klassischen Blog-Format « Eine Webb-Galaxie mit Rotverschiebung ca. 12.4? […]

  2. Eine Webb-Galaxie mit Rotverschiebung ca. 16.7? | Skyweek Zwei Punkt Null Says:

    […] Webb-Galaxie mit Rotverschiebung ca. 12.4?“ So lautete hier vor nicht mal einer Woche die Schlagzeile – aber in den drei „Deep Fields“ des JWST, die im Rahmen der […]

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