Pesquisadores medem relação tamanho-luminosidade de galáxias menos de um bilhão de anos após o Big Bang

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Uma equipe internacional de pesquisadores, incluindo o Instituto Kavli de Física e Matemática do Universo (Kavli IPMU), estudou a relação entre o tamanho da galáxia e a luminosidade de algumas das primeiras galáxias do universo capturadas pelo novíssimo Telescópio Espacial James Webb ( JWST), menos de um bilhão de anos após o Big Bang, relata um novo estudo em As cartas do jornal astrofísico.

O resultado faz parte do Programa de Ciência de Lançamento Antecipado do Grim Lens-Amplified Survey from Space (GLASS), liderado pelo professor Tommaso Treu, da Universidade da Califórnia, em Los Angeles. Destina-se a estudar o início do universo quando as primeiras estrelas/galáxias se inflamaram, o que ionizou o gás neutro no universo na época e permitiu que a luz brilhasse. Isso é chamado de época de reionização.

No entanto, os detalhes da reionização permanecem desconhecidos porque os telescópios até hoje não foram capazes de observar as galáxias neste período da história do universo em detalhes. Descobrir mais sobre a época da reionização ajudaria os pesquisadores a entender como as estrelas e as galáxias evoluíram para criar o universo atual como o vemos.

Um estudo, liderado por Kavli IPMU JSPS Fellow Lilan Yang, e incluindo o pesquisador do projeto Xuheng Ding, usou dados de imagem NIRCAM multibanda do programa GLASS-JWST para medir o tamanho e a luminosidade da galáxia para descobrir a morfologia e a relação tamanho-luminosidade do resto. quadro óptico para UV.

“É a primeira vez que podemos estudar as propriedades da galáxia em resto-quadro óptico em redshift maior que 7 com JWST, e o tamanho-luminosidade é importante para determinar a forma da função de luminosidade que indica as fontes primárias responsáveis ​​pela reionização cósmica, ou seja, numerosas galáxias fracas ou galáxias relativamente menos brilhantes.

“O comprimento de onda original da luz mudará para um comprimento de onda mais longo quando viajar do universo primitivo para nós. Assim, o comprimento de onda do quadro restante é usado para esclarecer seu comprimento de onda intrínseco, em vez do comprimento de onda observado.

Anteriormente, com o Telescópio Espacial Hubble, conhecíamos as propriedades das galáxias apenas na banda UV do resto do quadro. Agora, com o JWST, podemos medir comprimentos de onda mais longos do que o UV”, disse o primeiro autor Yang.

Os pesquisadores descobriram a primeira relação de tamanho óptico-luminosidade de galáxias com desvio para o vermelho maior que 7, ou cerca de 800 milhões de anos após o Big Bang, permitindo-lhes estudar o tamanho em função do comprimento de onda. Eles descobriram que o tamanho médio na luminosidade de referência é de aproximadamente 450-600 parsecs e diminuiu ligeiramente do quadro de repouso óptico para UV. Mas isso era esperado?

“A resposta é que não sabemos o que esperar. Estudos de simulação anteriores fornecem uma série de previsões”, disse Yang.

A equipe também descobriu que a inclinação da relação tamanho-luminosidade era um pouco mais acentuada na faixa de comprimento de onda mais curta ao permitir que a inclinação variasse.

“Isso sugeriria maior densidade de brilho de superfície em comprimento de onda mais curto, portanto, menos correção de incompletude observacional ao estimar a função de luminosidade, mas o resultado não é conclusivo. Não queremos interpretar demais aqui”, disse Yang.

O artigo da equipe foi publicado em 18 de outubro de 2022, por As cartas do jornal astrofísico.

Com informações de Science Daily.

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