.Mapping the Universe’s Earliest Structures and Dark Matter Distribution With COSMOS-Webb
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.Mapping the Universe’s Earliest Structures and Dark Matter Distribution With COSMOS-Webb
공간 COSMOS-Webb를 사용하여 우주의 가장 초기 구조와 암흑 물질 분포를 매핑
우주 망원경 과학 연구소2021년 8월 19일
COSMOS 웹 설문 조사 COSMOS-Webb 조사는 제임스 웹 우주 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam) 기구를 사용하여 하늘의 0.6제곱도(보름달 3개 면적)를 매핑하는 동시에 중적외선 기구(MIRI)로 더 작은 0.2제곱도를 매핑합니다. 허블 필드 윤곽의 들쭉날쭉한 가장자리는 조사 필드를 구성하는 별도의 이미지 때문입니다. 출처: Jeyhan Kartaltepe(RIT); Caitlin Casey(UT Austin); Anton Koekemoer(STScI) 그래픽 디자인 출처: Alyssa Pagan(STScI)
이 야심찬 프로그램은 보름달 3개 크기의 영역에서 50만 개의 은하를 연구할 것입니다. 3개의 보름달 크기의 거대한 하늘을 깊이 들여다보는 NASA 의 제임스 웹 우주 망원경은 50만 개의 은하를 연구하는 야심 찬 프로그램을 시작할 것입니다. COSMOS-Webb라고 불리는 이 조사는 Webb이 첫해에 수행할 가장 큰 프로젝트입니다.200시간 이상의 관찰 시간을 통해 이전의 발견을 바탕으로 세 가지 특정 연구 분야에서 진전을 이룰 것입니다.여기에는 재이온화 시대에 대한 이해에 혁명을 일으키고, 완전히 진화한 초기 은하를 찾고, 은하의 항성 함량과 함께 암흑 물질이 어떻게 진화했는지 배우는 것이 포함됩니다.데이터를 신속하게 공개함으로써 이 조사는 은하수 너머의 은하를 연구하는 전 세계 과학자들에게 Webb의 주요 레거시 데이터 세트가 될 것 입니다 . 코스모스 필드 이 은하의 바다는 허블 우주 망원경의 Advanced Camera for Surveys(ACS)에서 촬영한 완전한 원래의 COSMOS 필드입니다. 전체 모자이크는 575개의 개별 ACS 이미지의 합성으로, 각 ACS 이미지는 보름달 지름의 약 1/10입니다. 윤곽선의 들쭉날쭉한 가장자리는 조사 필드를 구성하는 개별 이미지 때문입니다.
출처: Anton Koekemoer(STScI) 및 Nick Scoville(Caltech) NASA의 제임스 웹 우주 망원경이 2022년에 과학 운영을 시작할 때, 첫 번째 과제 중 하나는 우주의 가장 초기 구조를 지도화하는 야심찬 프로그램이 될 것입니다. COSMOS-Webb라고 불리는 이 50만 개의 은하에 대한 광범위하고 심층적인 조사는 Webb이 첫해에 수행할 가장 큰 프로젝트입니다. 200시간 이상의 관측 시간을 가진 COSMOS-Webb은 Near-Infrared Camera( NIRCam )로 0.6제곱도의 넓은 하늘 패치를 조사할 것입니다. 이는 보름달 3개 크기입니다.
동시에 Mid-Infrared Instrument( MIRI ) 로 더 작은 영역을 매핑할 것입니다 . 우주 재이온화 인포그래픽 130억 년 전, 재이온화 시대 동안 우주는 매우 다른 곳이었습니다. 은하 사이의 가스는 고에너지 빛에 대체로 불투명하여 어린 은하를 관찰하기 어려웠습니다. 우주가 완전히 이온화되거나 투명해져서 결국 오늘날 우주의 대부분에서 감지되는 "맑은" 상태로 이어질 수 있었던 것은 무엇이었을까요? 제임스 웹 우주 망원경은 우주의 깊은 곳을 들여다보며 재이온화 시대에 존재했던 물체에 대한 정보를 더 많이 수집하여 우주 역사의 이 주요 전환을 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
출처: NASA, ESA, J. Kang(STScI) 텍사스 오스틴 대학의 조교수이자 COSMOS-Webb 프로그램의 공동 리더인 케이틀린 케이시는 "이것은 하늘의 큰 덩어리로, COSMOS-Webb 프로그램에서 매우 독특합니다. 대부분의 Webb 프로그램은 하늘의 작은 부분을 연구하는 연필 빔 조사처럼 매우 깊이 뚫고 있습니다."라고 설명했습니다.
"우리는 매우 넓은 지역을 조사하고 있기 때문에 은하 형성의 새벽에 대규모 구조를 살펴볼 수 있습니다. 또한 초기에 존재했던 가장 희귀한 은하 중 일부를 찾고 은하의 대규모 암흑 물질 분포를 매우 초기까지 매핑할 것입니다." (암흑 물질은 빛을 흡수, 반사, 방출하지 않으므로 직접 볼 수 없습니다. 우리는 관찰 가능한 물체에 미치는 효과 때문에 암흑 물질이 존재한다는 것을 알고 있습니다.) COSMOS-Webb은 다중 대역, 고해상도, 근적외선 이미징을 통해 50만 개의 은하를 연구하고, 중적외선에서 전례 없는 32,000개의 은하를 연구할 것입니다.
이 조사는 데이터를 신속하게 공개함으로써 은하수 너머의 은하를 연구하는 전 세계 과학자들에게 Webb의 주요 레거시 데이터 세트가 될 것이다. 허블의 업적을 바탕으로 COSMOS 조사는 2002년에 허블 프로그램으로 시작되어 약 10개의 보름달 면적에 해당하는 훨씬 더 큰 하늘을 이미지화했다. 그 후 협업은 눈덩이처럼 커져 지구와 우주에 있는 세계 주요 망원경의 대부분을 포함하게 되었다.
"COSMOS-Webb은 그 다음 단계로, Webb를 사용하여 스펙트럼의 근적외선 및 중적외선 부분에서 범위를 확장하고, 따라서 시야를 넓혀서 얼마나 멀리 볼 수 있는지를 보여줍니다." 야심찬 COSMOS-Webb 프로그램은 이전의 발견을 바탕으로 세 가지 특정 연구 분야에서 진전을 이룰 것이다. 여기에는 재이온화 시대에 대한 이해의 혁명, 완전히 진화한 초기 은하의 탐색, 은하의 항성 함량과 함께 암흑 물질이 어떻게 진화했는지에 대한 학습이 포함된다.
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1: 재이온화 시대에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으키다
빅뱅메모 2501201123 소스1. 분석중_[[]]
3.목표 직후 , 우주는 완전히 어두웠다. 우주를 빛으로 감싸는 별과 은하가 아직 형성되지 않았다. 대신, 우주는 중성 수소와 헬륨 원자와 보이지 않는 암흑 물질의 원시 수프로 구성되었다. 이를 우주 암흑 시대라고 한다. 수억 년 후, 최초의 별과 은하가 출현하여 초기 우주를 재이온화하는 데 에너지를 제공했다.
이 에너지는 우주를 가득 채운 수소 원자를 찢어 전기적 전하를 부여하고 우주의 암흑 시대를 끝냈다. 우주가 빛으로 가득 찬 이 새로운 시대를 재이온화 시대라고 한다. COSMOS-Webb의 첫 번째 목표는 빅뱅 이후 40만 년에서 10억 년 사이에 일어난 재이온화 시대에 초점을 맞춥니다. 재이온화는 한꺼번에 일어난 것이 아니라 작은 주머니에서 일어났을 가능성이 크다.
COSMOS-Webb은 초기 우주의 첫 번째 주머니가 재이온화된 곳을 보여주는 거품을 찾을 것입니다. 이 팀은 이러한 재이온화 거품의 규모를 매핑하는 것을 목표로 합니다. 케이시는 "허블은 초기 시대까지 이러한 은하를 소수 찾아내는 데 큰 성과를 냈지만, 재이온화 과정을 이해하려면 수천 개의 은하가 더 필요합니다."라고 설명했습니다. 과학자들은 재이온화 시대를 연 은하의 종류, 즉 매우 거대한 시스템인지 아니면 비교적 질량이 작은 시스템인지조차 알지 못합니다. COSMOS-Webb는 매우 거대하고 희귀한 은하를 찾아 대규모 구조에서 그 분포가 어떤지 볼 수 있는 독특한 능력을 갖게 될 것입니다. 그렇다면 재이온화를 담당하는 은하는 우주 대도시에 살고 있는 것일까요? 아니면 대부분 우주에 고르게 분포되어 있을까요?
COSMOS-Webb 규모의 조사만이 과학자들이 이에 대한 답을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 목표 2: 초기, 완전히 진화된 은하 찾기 COSMOS-Webb은 빅뱅 이후 처음 20억 년 동안 별의 탄생을 막은 매우 초기의 완전히 진화된 은하를 찾을 것입니다. 허블은 이러한 은하를 몇 개 발견했는데, 이는 우주가 어떻게 형성되었는지에 대한 기존 모델에 도전합니다. 과학자들은 이러한 은하가 어떻게 오래된 별을 가지고 있고 우주의 역사 초기에 새로운 별을 형성하지 않을 수 있는지 설명하는 데 어려움을 겪습니다. COSMOS-Webb와 같은 대규모 조사를 통해 팀은 이러한 희귀한 은하를 많이 발견할 것입니다.
그들은 이러한 은하에 대한 자세한 연구를 계획하여 은하가 어떻게 그렇게 빨리 진화하여 그렇게 일찍 별 형성을 중단할 수 있었는지 이해합니다. 목표 3: 은하의 별의 함량과 함께 암흑 물질이 어떻게 진화했는지 배우기 코스모스-웹은 과학자들에게 은하의 암흑 물질이 우주의 수명 동안 은하의 항성 함량과 함께 어떻게 진화했는지에 대한 통찰력을 제공할 것입니다. 은하는 두 가지 유형의 물질로 구성되어 있습니다. 별과 다른 물체에서 볼 수 있는 일반적이고 빛나는 물질과 보이지 않는 암흑 물질로, 종종 은하보다 더 거대하여 확장된 헤일로로 은하는 둘러쌀 수 있습니다.
이 두 가지 종류의 물질은 은하 형성과 진화에 얽혀 있습니다. 그러나 현재 은하 헤일로의 암흑 물질 질량이 어떻게 형성되었는지, 그리고 그 암흑 물질이 은하 형성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 지식은 많지 않습니다. COSMOS-Webb은 과학자들이 "약한 렌즈"를 통해 이러한 암흑 물질 헤일로를 직접 측정할 수 있도록 하여 이 과정에 빛을 비출 것입니다. 어둡거나 밝은 모든 유형의 질량의 중력은 우리가 더 먼 은하에서 보는 빛을 "구부리는" 렌즈 역할을 할 수 있습니다. 약한 렌즈는 배경 은하의 겉보기 모양을 왜곡하므로 헤일로가 다른 은하 앞에 위치하면 과학자들은 헤일로의 암흑 물질 질량을 직접 측정할 수 있습니다. "처음으로, 우리는 우주 시간의 처음 20억 년으로 거슬러 올라가 은하의 암흑 물질 질량과 광자 질량 사이의 관계를 측정할 수 있을 것입니다."
볼티모어에 있는 우주 망원경 과학 연구소 의 연구 천문학자인 팀원인 안톤 코에케모어가 말했습니다 . 그는 프로그램의 관측 전략을 설계하는 데 도움을 주었고 프로그램의 모든 이미지를 구성하는 책임을 맡았습니다. "은하의 질량이 처음에 어떻게 형성되었는지, 그리고 그것이 어떻게 암흑 물질 헤일로에 의해 주도되는지 이해하려는 것은 우리에게 중요한 시대입니다. 그리고 그것은 간접적으로 은하 형성에 대한 우리의 이해에 도움이 될 수 있습니다."
커뮤니티와 빠르게 데이터 공유 COSMOS-Webb는 정의상 지속적인 과학적 가치가 있는 데이터 세트를 생성하도록 설계된 재무부 프로그램입니다. 재무부 프로그램은 단일하고 일관된 데이터 세트로 여러 과학적 문제를 해결하고자 노력합니다. 재무부 프로그램에 따라 수집된 데이터에는 일반적으로 독점적인 액세스 기간이 없으므로 다른 연구자가 즉시 분석할 수 있습니다.
"재무부 프로그램으로서, 여러분은 여러분의 데이터와 데이터 제품을 커뮤니티에 신속하게 공개하는 데 전념하고 있습니다."라고 카르탈테페는 설명했습니다. "우리는 이 커뮤니티공개하여 커뮤니티의 모든 사람, 심지어 아주 작은 기관에 있는 사람도 데이터 제품에 동등하고 평등하게 접근할 수 있고 그저 과학만 할 수 있도록 하는 데 전념합니다."라 리소스를 제작하여 대중에게 공개하여 나머지 커뮤니티가 과학적 분석에 사용할 수 있도록 할 것입니다." Koekemoer는 "재무부 프로그램은 모든 과학 제품을 대중에게 고 덧붙였습니다.
COSMOS-Webb은 1주기 일반 관측자 프로그램입니다. 일반 관측자 프로그램은 허블에서 시간을 할당하는 데 사용되는 것과 동일한 시스템인 이중 익명 검토 시스템을 사용하여 경쟁적으로 선정되었습니다. 제임스 웹 우주 망원경은 2021년에 발사될 때 세계 최초의 우주 과학 관측소가 될 것입니다. 웹은 우리 태양계의 미스터리를 풀고, 다른 별 주변의 먼 세계를 들여다보고, 우리 우주의 신비한 구조와 기원, 그리고 그 안에서 우리의 위치를 탐구할 것입니다. 웹은 NASA가 파트너인 ESA( 유럽 우주국 )와 캐나다 우주국과 함께 주도하는 국제 프로그램입니다. 천문학 천체물리학 암흑 물질 제임스 웹 우주 망원경 나사(NASA) 인기 있는 우주 망원경 과학 연구소
메모 2501_200844,211218 소스1.분석중_[[]]
1.
COSMOS-Webb를 사용하여 우주의 가장 초기 구조와 암흑 물질 분포를 매핑하였다.
COSMOS-Webb 조사는 제임스 웹 우주 망원경의 근적외선 카메라(NIRCam) 기구를 사용하여 하늘의 [1]0.6제곱도(보름달 3개 면적)를 매핑하는 동시에 중적외선 기구(MIRI)로 더 작은 0.2제곱도]를 매핑한다. 허블 필드 윤곽의 들쭉날쭉한 가장자리는 조사 필드를 구성하는 별도의 이미지 때문이다. 이 야심찬 프로그램은 보름달 3개 크기의 영역에서 50만 개의 은하를 연구할 것이다.
_[1]] 나의 천문관측 도구의 샘플 mcell의 작은 사이즈는 12광년 길이의 보기1.이다. 실제의 크기를 그나마 가시화 하려는 일환이였다. 여기에는 6개의 vixer 블랙홀이 있지만 이들이 활동 블랙홀 [)|x(]인고 주변의 중성자 별 qpeoms.vixxer 분포을 흡입하고 궤도 에너지를 유지하고 있다. 질량에너지는 msbase.mcell 일때 변환된다. 어허.
특이한 사실은 [)|x(]의 [x]=ems(emptyms.black_hole structure)인 점이다.
#1, qpeoms의 전체 모델일 때의 전체가 빈공간 자체가 블랙홀 구조이고 이곳에 zz'.bar.x가 || 버틸칼 바의 중력장 통로를 제공하고 vix.mass가 더 무거워지면 x중심(*) 국소점 qvix.qcell 로 향한 뒤,
#2, 중심부에서 놀던 보기1. 원자핵 하드론들을 엄청나게 불어난 질량을 가진 vixer.blackhole이 깨부수고
#3, 그 바깥에서 화려한 부할의 재이온화 광자0와 수소1, 헬륨2의 msbase.mcell 전자기장 ems 시공간을 출현 시킨다는거여. 허허.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
f000e0|b0dac0
d0f000|cae0b0
0b000f|0ead0c
0deb00|ac000f
ced0ba|00f000
a0b00e|0dc0f0
0ace00|df000b
0f00d0|e0bc0a
여기에는 재이온화 시대에 대한 이해에 혁명을 일으키고, 완전히 진화한 초기 은하를 찾고, 은하의 항성 함량과 함께 암흑 물질이 어떻게 진화했는지 배우는 것이 포함된다. 데이터를 신속하게 공개함으로써 이 조사는 은하수 너머의 은하를 연구하는 전 세계 과학자들에게 Webb의 주요 레거시 데이터 세트가 될 것이다 .
2.코스모스 필드
200시간 이상의 관측 시간을 가진 COSMOS-Webb은 Near-Infrared Camera( NIRCam )로 0.6제곱도의 넓은 하늘 패치를 조사할 것이다. 이는 보름달 3개 크기입니다. 동시에 Mid-Infrared Instrument( MIRI ) 로 더 작은 영역을 매핑할 것이다 .
우주 재이온화 인포그래픽
130억 년 전, 재이온화 시대 동안 우주는 매우 다른 곳이었다. 은하 사이의 가스는 고에너지 빛에 대체로 불투명하여 어린 은하를 관찰하기 어려웠다. 우주가 완전히 이온화되거나 투명해져서 결국 오늘날 우주의 대부분에서 감지되는 "맑은" 상태로 이어질 수 있었던 것은 무엇이었을까? 제임스 웹 우주 망원경은 우주의 깊은 곳을 들여다보며 재이온화 시대에 존재했던 물체에 대한 정보를 더 많이 수집하여 우주 역사의 이 주요 전환을 이해하는 데 도움이 될 것이다.
이것은 하늘의 큰 덩어리로, COSMOS-Webb 프로그램에서 매우 독특하다. 대부분의 Webb 프로그램은 하늘의 작은 부분을 연구하는 연필 빔 조사처럼 매우 깊이 뚫고 있다. 우리는 매우 넓은 지역을 조사하고 있기 때문에 은하 형성의 새벽에 대규모 구조를 살펴볼 수 있다. 또한 초기에 존재했던 가장 희귀한 은하 중 일부를 찾고 은하의 대규모 암흑 물질 분포를 매우 초기까지 매핑할 것이다.
암흑 물질은 빛을 흡수, 반사, 방출하지 않으므로 직접 볼 수 없다. 우리는 관찰 가능한 물체에 미치는 효과 때문에 암흑 물질이 존재한다는 것을 알고 있다.
ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ.메모 2501201123 소스1. 분석중_[[]]
3표 1: 재이온화 시대에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으키다
빅뱅 직후 , 우주는 완전히 어두웠다. 우주를 빛으로 감싸는 별과 은하가 아직 형성되지 않았다. 대신, 우주는 중성 수소와 헬륨 원자와 보이지 않는 암흑 물질의 원시 수프로 구성되었다. 이를 우주 암흑 시대라고 한다. 수억 년 후, 최초의 별과 은하가 출현하여 초기 우주를 재이온화하는 데 에너지를 제공했다.
이 에너지는 우주를 가득 채운 수소 원자를 찢어 전기적 전하를 부여하고 우주의 암흑 시대를 끝냈다. 우주가 빛으로 가득 찬 이 새로운 시대를 재이온화 시대라고 한다. COSMOS-Webb의 첫 번째 목표는 빅뱅 이후 40만 년에서 10억 년 사이에 일어난 재이온화 시대에 초점을 맞춥니다. 재이온화는 한꺼번에 일어난 것이 아니라 작은 주머니에서 일어났을 가능성이 크다.
COSMOS-Webb은 초기 우주의 첫 번째 주머니가 재이온화된 곳을 보여주는 거품을 찾을 것이다. 이 팀은 이러한 재이온화 거품의 규모를 매핑하는 것을 목표로 한다.
3-1.
허블은 초기 시대까지 이러한 은하를 소수 찾아내는 데 큰 성과를 냈지만, 재이온화 과정을 이해하려면 수천 개의 은하가 더 필요하다.
과학자들은 재이온화 시대를 연 은하의 종류, 즉 매우 거대한 시스템인지 아니면 비교적 질량이 작은 시스템인지조차 알지 못한다. COSMOS-Webb는 매우 거대하고 희귀한 은하를 찾아 대규모 구조에서 그 분포가 어떤지 볼 수 있는 독특한 능력을 갖게 될 것이다. 그렇다면 재이온화를 담당하는 은하는 우주 대도시에 살고 있는 것일까? 아니면 대부분 우주에 고르게 분포되어 있을까? COSMOS-Webb 규모의 조사만이 과학자들이 이에 대한 답을 찾는 데 도움이 될 수 있다.
3-2.
목표 2: 초기, 완전히 진화된 은하 찾기
COSMOS-Webb은 빅뱅 이후 처음 20억 년 동안 별의 탄생을 막은 매우 초기의 완전히 진화된 은하를 찾을 것이다. 허블은 이러한 은하를 몇 개 발견했는데, 이는 우주가 어떻게 형성되었는지에 대한 기존 모델에 도전합니다. 과학자들은 이러한 은하가 어떻게 오래된 별을 가지고 있고 우주의 역사 초기에 새로운 별을 형성하지 않을 수 있는지 설명하는 데 어려움을 겪는다.
COSMOS-Webb와 같은 대규모 조사를 통해 팀은 이러한 희귀한 은하를 많이 발견할 것입니다. 그들은 이러한 은하에 대한 자세한 연구를 계획하여 은하가 어떻게 그렇게 빨리 진화하여 그렇게 일찍 별 형성을 중단할 수 있었는지 이해한다.
목표 3: 은하의 별의 함량과 함께 암흑 물질이 어떻게 진화했는지 배우기
코스모스-웹은 과학자들에게 은하의 암흑 물질이 우주의 수명 동안 은하의 항성 함량과 함께 어떻게 진화했는지에 대한 통찰력을 제공할 것이다.
4.
은하는 두 가지 유형의 물질로 구성되어 있다. 별과 다른 물체에서 볼 수 있는 일반적이고 빛나는 물질과 보이지 않는 암흑 물질로, 종종 은하보다 더 거대하여 확장된 헤일로로 은하는 둘러쌀 수 있다. 이 두 가지 종류의 물질은 은하 형성과 진화에 얽혀 있다. 그러나 현재 은하 헤일로의 암흑 물질 질량이 어떻게 형성되었는지, 그리고 그 암흑 물질이 은하 형성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 지식은 많지 않다.
COSMOS-Webb은 과학자들이[4] 약한 렌즈를 통해 이러한 암흑 물질 헤일로를 직접 측정]할 수 있도록 하여 이 과정에 빛을 비출 것이다. 어둡거나 밝은 모든 유형의 질량의 중력은 우리가 더 먼 은하에서 보는 빛을 "구부리는" 렌즈 역할을 할 수 있다. 약한 렌즈는 배경 은하의 겉보기 모양을 왜곡하므로 헤일로가 다른 은하 앞에 위치하면 과학자들은 헤일로의 암흑 물질 질량을 직접 측정할 수 있다.
_[4]] 암흑물질은 msbase.outside=msoss에 있다. msbase+oss=msoss.dark_matter는 보기2.에 샘플 속에 있다. 이는 블랙홀 msbase.galaly 구조의 외부의 헤일로(*) 궤도 에너지 구름에 있다.
보기1.
sample msoss
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