Используя данные космического телескопа James Webb (JWST), астрономы обнаружили популяцию из десятков небольших галактик. Они сыграли главную роль в космическом «обновлении», превратившем раннюю Вселенную в ту, которую мы знаем сегодня.
На протяжении большей части своего первого миллиарда лет Вселенная была погружена в туман нейтрального водорода. Сегодня этот газ ионизирован — лишен электронов. Астрономы, которые называют эту трансформацию реионизацией, долгое время задавались вопросом, какие типы объектов в наибольшей степени ответственны за нее: большие галактики, маленькие галактики или сверхмассивные черные дыры в активных галактиках.
Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи задействовали JWST. Правда, была одна проблема. Даже возможностей JWST недостаточно, чтобы увидеть крохотные галактики, существовавшие на заре Вселенной. Поэтому астрономы воспользовались гравитационной линзой — галактическим скоплением Abell 2744, расположенным на расстоянии около 4 млрд световых лет в южном созвездии Скульптора. Его мощная гравитация усилила яркость более далеких фоновых объектов, давая JWST возможность рассмотреть их.
Целью ученых являлись небольшие галактики, демонстрирующие процессы интенсивного звездообразования. Для этого они искали сильные источники света определенной длины волны, которые указывают на наличие высокоэнергетических процессов: зеленую линию, излучаемую атомами кислорода, потерявшими два электрона. Первоначально, излучаемое в виде видимого света в раннем космосе, зеленое свечение от дважды ионизированного кислорода растянулось в инфракрасный диапазон, проходя через расширяющуюся Вселенную, и в конечном итоге достигло приборов JWST.
Эта техника позволила обнаружить 83 небольшие галактики со взрывным звездообразованием, которые существовали, когда Вселенной было 800 млн лет, или около 6% от ее нынешнего возраста. Они настолько малы, что для создания звездной массы, эквивалентной массе нашего Млечного Пути, потребовалось бы от 2000 до 200 000 таких галактик.
По словам исследователей, подобные типы галактик в современной Вселенной испускают около 25 % своего ионизирующего ультрафиолетового излучения в окружающее пространство. Если маломассивные галактики со вспышками звездообразования в прошлом производили аналогичное количество, они вполне могли обеспечить все ультрафиолетовое излучение, необходимое для преобразования нейтрального водорода в его ионизированную форму. А это означает, что именно такие объекты сыграли ключевую роль в эпохе космического рассвета, когда Вселенная приобрела свой нынешний вид.
Ранее мы рассказывали, что ученые предложили альтернативное объяснение природы реликтового излучения.
По материалам NASA
