Астрономы использовали комплекс радиотелескопов ALMA и обсерваторию James Webb (JWST) для изучения одной из самых далеких галактик во Вселенной. Она существовала всего через 400 млн лет после Большого взрыва.
После начала своей работы телескоп JWST обнаружил множество галактик, расположенных на окраине наблюдаемой Вселенной. Одной из них является GHZ2, чье красное смещение составляет z=12.333, соответствуя периоду примерно через 400 млн лет после Большого взрыва. Это значит, что мы наблюдаем ее такой, когда возраст космоса составлял лишь 3 % от нынешнего.
Изучение свойств таких объектов крайне важны для проверки современных теорий формирования и эволюции галактик. Однако для понимания их внутренней физики необходимы детальные и чувствительные астрономические наблюдения, в частности, спектроскопия. Но такие наблюдения весьма сложны для этих галактик, что неудивительно, учитывая огромное расстояние до них.
Чтобы решить эту задачу, исследователи задействовали тандем из JWST и комплекса радиотелескопов ALMA для наблюдений GHZ2. Им удалось зафиксировать излучение возбужденных атомов водорода и кислорода. Это первый случай, когда они были выявлены у галактик, удаленных от нас более чем на 13 миллиардов световых лет.
Команда обнаружила, что GHZ2 переживает экстремальные всплески звездообразования в уникальных условиях. Предполагаемая металличность (относительное содержание элементов тяжелее водорода) у нее значительно ниже, чем у большинства современных галактик. Впрочем, это ожидаемо, учитывая возраст Вселенной в то время. Кроме того, в GHZ2 молодое звездное население, что может частично объяснить ее высокую светимость из-за присутствия короткоживущих, массивных и горячих звезд, обычно отсутствующих в более развитых галактиках.
Общая масса этой галактики в несколько сотен млн раз превышает солнечную. Она ограничена в удивительно маленькой области размером около 100 парсек (326 световых лет), что указывает на высокую звездную плотность. Нечто подобное наблюдается в шаровых скоплениях: массивных, гравитационно-связанных ассоциациях древних звезд. С этой загадочной популяцией объектов у GHZ2 есть множество общих черт. Среди них низкая металличность, аномалии химического изобилия и высокая поверхностная плотность скорости звездообразования. Таким образом объекты, подобные GHZ2, могут помочь объяснить происхождение шаровых скоплений, которое оставалось загадкой на протяжении многих десятилетий.
По материалам Almaobservatory.org
