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Mentre il team Webb continua a fare progressi nell'allineamento del telescopio, altre attività di successo includono la calibrazione della ruota del filtro NIRISS e la messa a punto della ruota pupillare per NIRCam. Ci sono centinaia di attività come queste pianificate durante il processo di messa in servizio, e ognuna è importante per garantire che Webb possa raggiungere i suoi ambiziosi obiettivi scientifici.
Uno di questi obiettivi, rilevare le prime galassie, richiede anche molta pianificazione e teoria per prepararsi alle osservazioni. L.Y. Aaron Yung, un postdottorato presso il Goddard Space Flight Center della NASA, ci ha spiegato di più sull'importante lavoro teorico che aiuta a pianificare e quindi analizzare le indagini galattiche: "Quest'estate, Webb inizierà a cercare galassie nell'universo lontano.
Queste osservazioni molto attese sono la chiave per svelare i segreti dell'evoluzione delle galassie e della storia del nostro universo. A seconda dell'obiettivo scientifico specifico di un programma di osservazione, le configurazioni di indagine più adatte possono variare molto.
"Ad esempio, le indagini che inseguono le galassie più deboli e distanti richiedono lunghi tempi di esposizione (ad esempio, NGDEEP, PRIMER), ma le indagini per la struttura cosmologica su larga scala richiederebbero ampie aree di indagine (ad esempio, COSMOS-Web). Gli input provenienti da simulazioni sono essenziali per sviluppare strategie di osservazione ottimali per raggiungere gli obiettivi scientifici specifici.
"Per creare un universo simulato, abbiamo prima gettato le basi con concentrazioni di materia oscura, o aloni, estratti da simulazioni cosmologiche. La materia oscura rappresenta l'85% della materia nell'universo e ha un effetto dominante sulle distribuzioni spaziali delle galassie in tutto l'universo. Simuliamo quindi le galassie che si formano all'interno di questi aloni di materia oscura sulla base di processi astrofisici che abbiamo imparato dalle osservazioni passate.
Poiché la luce viaggia a una velocità finita, la luce che ha avuto origine nell'universo primordiale ha viaggiato miliardi di anni, prima di raggiungerci finalmente oggi. Questo ci permette effettivamente di guardare indietro nel tempo e vedere l'universo miliardi di anni nel suo passato.
Il nostro universo simulato serve come base per creare finti campi osservativi che sono statisticamente simili all'universo osservato. I modelli hanno dimostrato di corrispondere alle galassie osservate da Hubble (ad esempio, il campo ultra-profondo di Hubble) e li usiamo per fornire previsioni per galassie oltre le capacità di Hubble.
Elaboriamo ulteriormente l'universo simulato in immagini simulate realistiche aggiungendo effetti da strumenti scientifici e configurazioni di indagine. Questi prodotti di dati vengono utilizzati per supportare lo sviluppo della pipeline di riduzione dei dati Webb e informeranno l'interpretazione delle osservazioni future quando saranno disponibili.
Webb rileverà, per la prima volta nella storia umana, popolazioni di galassie che si formano poco dopo il big bang, e la teoria sta aprendo la strada alla ricerca. A loro volta, le osservazioni di Webb perfezioneranno la nostra comprensione delle galassie e della storia del nostro universo".