NASA研究員分享更多有關韋伯太空望遠鏡背後理論工作的信息
韋伯團隊在對準望遠鏡方面繼續取得進展,包括NIRISS過濾輪的校準和NIRCam的瞳孔輪調整。在調試過程中,計劃有數百項類似的活動,而每一項活動同樣重要。據悉,其中一個目標–探測最早的星系–也需要大量的計劃和理論來為觀測做準備。
NASA戈達德太空飛行中心的博士後L.Yaron Yung日前刊文來分享更多關於幫助規劃並分析星系調查的重要理論工作的信息。
他寫道:
“今年夏天,韋伯將開始在遙遠的宇宙中搜索星系。這些備受期待的觀測是揭開星系演變和我們宇宙歷史中的秘密的關鍵。根據一個觀測項目的具體科學目標,最適合的調查配置可能會有很大的不同。
比如對最微弱和最遙遠的星系進行調查需要較長的曝光時間,但對大規模宇宙學結構的調查則需要較大的調查區域。來自物理模擬的輸入對於製定最佳觀測策略以實現特定的科學目標至關重要。
為了創建一個模擬的宇宙,我們首先用從宇宙學模擬中提取的暗物質濃度或光環來奠定基礎。暗物質佔宇宙中物質的85%,對整個宇宙中星系的空間分佈有主導作用。然後,我們根據從過去的觀測中了解到的天體物理學過程模擬出在這些暗物質光環內形成的星系。
這個圖說明了模擬宇宙的一部分以我們的視線追踪的錐體形狀排列的一個例子。由於光的傳播速度是有限的,所以起源於早期宇宙的光在最終到達今天的我們之前已經走過了數十億年。這實際上使我們能夠回顧過去並看到宇宙數十億年前的樣子。
我們的模擬宇宙作為創建模擬觀測場的基礎,在統計學上跟所觀測的宇宙相似。物理學上的模型已被證明跟哈勃觀測到的星系相匹配,我們則用它們來提供對哈勃能力之外的星系的預測。
通過添加科學儀器和勘測配置的效果,我們將模擬宇宙進一步處理成現實的模擬圖像。這些數據產品被用來支持韋伯數據還原管道的發展並將在未來觀測結果出來後為其解釋提供信息。
韋伯將探測到大爆炸後不久形成的星系群,這在人類歷史上屬於首次,並且理論正在為搜索鋪平道路。反過來,韋伯的觀測將完善我們對星系和宇宙歷史的理解。”