1. Första ljuset och den kosmiska gryningen:JWST kommer att observera de tidigaste galaxerna och stjärnorna som uppstod efter Big Bang. Genom att upptäcka deras svaga ljus kan JWST undersöka den kosmiska "gryningen" när de första ljuskällorna började lysa upp universum. Dessa observationer kan ge värdefulla insikter om de förhållanden och mekanismer som ledde till återjoniseringen av väte.
2. Rödförskjutna emissionslinjer:När de första galaxerna bildades och började sända ut ultraviolett strålning joniserade de gradvis den omgivande neutrala vätgasen. Denna process är känd som återjonisering. JWST:s infraröda kapacitet gör att den kan upptäcka rödförskjutna emissionslinjer, särskilt väte-Lyman-alpha (Ly-alpha)-linjen, som kan avslöja närvaron av joniserad vätgas. Genom att studera den rumsliga fördelningen och intensiteten av Ly-alfa-emissionen kan forskare kartlägga återjoniseringens framsteg över kosmisk tid.
3. Galaxy Evolution och Feedback:JWST kan studera egenskaperna hos galaxer under återjoniseringens epok. Det kan ge information om stjärnpopulationer, stjärnbildningshastigheter och utvecklingen av galaxmorfologi. Genom att spåra tillväxten och utvecklingen av galaxer kan forskare få insikter i de processer som drev återjonisering, till exempel rollen av supernovor och återkoppling av aktiva galaktiska kärnor (AGN).
4. Undersöka det intergalaktiska mediet:JWST:s höga känslighet och rumsliga upplösning gör att den kan undersöka det intergalaktiska mediet (IGM) och den diffusa gasen mellan galaxer. Genom att detektera absorptionen av ultraviolett strålning av neutralt väte i IGM, känd som Lyman-alpha-skogen, kan JWST mäta den neutrala fraktionen av väte vid olika rödförskjutningar. Denna information hjälper till att begränsa modeller för återjonisering och utvecklingen av IGM.
5. Kwasarer med hög rödförskjutning:Kvasarer är extremt lysande, avlägsna galaxer som drivs av supermassiva svarta hål. JWST kan upptäcka kvasarer vid högre rödförskjutningar än vad som tidigare observerats. Genom att studera egenskaperna hos dessa kvasarer och det omgivande intergalaktiska mediet kan forskare sluta sig till tillståndet för återjonisering under de tidiga stadierna av universum.
Genom dessa observationer och studier förväntas James Webb-teleskopet ge avgörande data och insikter som kommer att bredda vår förståelse av kosmisk återjonisering och övergången från ett mörkt och neutralt universum till det lysande och joniserade universum vi observerar idag.
