№ 4

Декабрь/2022

Russian Traveler 04/2022

«Уэбб» обнаружил самые древние галактики во Вселенной

Фото: NASA

Оценка спектроскопического красного смещения для четырех галактик на основе предела Лаймана

Их свет шел до нас 13,5 миллиардов лет.

Исследование в рамках программы JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) подтвердило наблюдения древнейших галактик во Вселенной. В работе приняли участие более 80 астрономов из 10 стран.

Телескоп Джеймса Уэбба (JWST) – космическая обсерватория, предназначенную для изучения формирования и эволюции галактик, звезд и планет. У JWST есть уникальные инструменты, которые позволяют ему изучать раннюю Вселенную. В их числе большое зеркало диаметром 6,5 метра и спектрограф, который может измерять расстояния и физические свойства удаленных объектов.

Именно эти инструменты позволили астрономам найти с помощью Уэбба четыре самые ранние из когда-либо обнаруженных галактик. Они существовали в космосе менее чем через 400 миллионов лет после Большого взрыва (что по меркам Вселенной – младенчество). Эти галактики носят обозначение JADES-GS-z10-0, JADES-GS-z11-0, JADES-GS-z12- и JADES-GS-z13-0.

Открытие таких древних объектов – важный шаг в понимании ранней Вселенной и того, как формировались и развивались галактики.

Чтобы подтвердить открытие, ученые использовали спектрограф «Уэбба». Он представляет собой устройство которое разбивает свет на длины волн или цвета и измеряет их интенсивность. Это позволяет астрономам определять химический состав и другие физические свойства удаленных объектов.

Было важно точно понять, что эти галактики действительно принадлежат ранней Вселенной, поскольку зачастую близкие к нам галактики могут выглядеть как очень далекие, говорит соавтор исследования Эмма Кёртис-Лейк из Хартфордширского университета.

Для подтверждения того, что они существовали в ранней Вселенной, а не были более близкими галактиками, маскирующимися под далекие, ученые исследовали характерные узоры световых отпечатков молодых галактик. Это позволило астрономам точно измерить расстояния и физические свойства таких объектов.

Проект JADES использовал наблюдения «Уэбба», чтобы проверить наблюдения, сделанные его не менее знаменитым, но менее мощным сородичем, космическим телескопом «Хаббл». С помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) «Уэбба» ученые исследовали тот же участок неба в девяти различных диапазонах инфракрасных длин волн в течение 10 дней миссии.

Четыре из изученных галактик явно выдавались из общего ряда – они находились в беспрецедентно ранней эпохе. Они уже существовали, когда Вселенной было примерно 330 миллионов лет, что установило новый рубеж в поисках далеких и древних галактик.

По словам ученых, эти галактики маленькие – всего в сто миллионов солнечных масс – и состоят из молодых звезд возрастом менее 100 миллионов лет. Для сравнения, в Млечном Пути насчитывается не менее 100 миллиардов звезд, а Солнцу около 4,6 миллиарда лет.

Несмотря на свои скромные размеры, эти ранние галактики производили звезды с невероятной скоростью: в 10 раз быстрее, чем галактики аналогичного размера, которые зародились гораздо позже.

«Трудно изучать галактики, не понимая начальные периоды их развития. Как и с людьми, многое из того, что происходит в жизни галактик, зависит от воздействия самых первых поколений звезд. Так много вопросов о галактиках ждали потрясающих возможностей «Уэбба», и мы очень рады возможности сыграть свою роль в этой истории», – соавтор исследования Сандро Такчелла.