Космічний телескоп James Webb має на борту один із найкращих у світі спектрографів, за допомогою якого він може відстежувати хімічний склад віддалених об’єктів. Нещодавно він дізнався дещо неймовірне про дуже віддалену галактику.
Рідкісна галактика
Астрономи Університету Аризони дізналися більше про напрочуд зрілу галактику, яка існувала, коли Всесвіту було трохи менше 300 млн років — лише 2% від його нинішнього віку.
За словами дослідників, галактика під назвою JADES-GS-z14-0, що спостерігається космічним телескопом NASA імені Джеймса Вебба (JWST), є несподівано яскравою і хімічно складною для об’єкта з цієї первісної епохи. Це дає рідкісний шанс зазирнути в найдавніший розділ Всесвіту.
Результати дослідження, опубліковані в журналі Nature Astronomy, ґрунтуються на попередньому відкритті вченими JADES-GS-z14-0 — найвіддаленішої галактики, яку коли-небудь спостерігали, про що вони повідомили у 2024 році. У той час як перше відкриття встановило рекордну відстань галактики та її несподівану яскравість, це нове дослідження заглиблюється в її хімічний склад та еволюційний стан.
«Це було непросто — натрапити на щось несподіване», — сказав Кевін Гейнлайн, співавтор нового дослідження і доцент обсерваторії Стюардського університету. Дослідження було навмисне спрямоване на пошук далеких галактик, але ця галактика побила всі рекорди команди — вона була надзвичайно яскравою і мала складний хімічний склад, що було абсолютно несподівано на такому ранньому етапі історії Всесвіту.
«Той факт, що ми знайшли цю галактику в крихітній ділянці неба, означає, що їх має бути більше, — зауважив провідний автор дослідження Якоб Гелтон, аспірант Обсерваторії Стюарда. — Якби ми подивилися на все небо, чого не можемо зробити з JWST, ми б знайшли більше таких екстремальних об’єктів».
Інструменти пошуку первісних галактик
Дослідницька група використовувала кілька інструментів на борту JWST, включаючи камеру ближнього інфрачервоного діапазону, або NIRCam, будівництвом якої керувала професорка астрономії Університету штату Каліфорнія Марсія Ріке. Інший прилад телескопа — Середньоінфрачервоний інструмент (MIRI) — виявив дещо надзвичайне: значну кількість кисню.
В астрономії все, що важче за гелій, вважається металом. Для виробництва таких металів потрібні покоління зірок. Ранній Всесвіт містив лише водень, гелій і незначну кількість літію. Але відкриття значної кількості кисню в галактиці JADES-GS-z14-0 свідчить про те, що галактика формувала зорі потенційно за 100 млн років до того, як її почали спостерігати.
Складна хімія галактики та її вік
За словами Джорджа Ріке, професора астрономії Регентського університету і старшого автора дослідження, щоб створити кисень, галактика повинна була виникнути дуже рано, тому що їй довелося б сформувати ціле покоління світил. Ці зорі мали б еволюціонувати й вибухнути як наднові, щоб вивільнити кисень у міжзоряний простір, з якого б утворилися і розвинулися нові зорі.
Відкриття свідчить про те, що зореутворення почалося навіть раніше, ніж вважали вчені, що відсуває часову шкалу, коли перші галактики могли утворитися після Великого вибуху.
Спостереження зайняло приблизно дев’ять днів роботи телескопа, включаючи 167 годин зйомки NIRCam і 43 години зйомки MIRI, сфокусовані на неймовірно малій ділянці неба. Астрономам пощастило, що ця галактика опинилася в ідеальному місці для спостереження за допомогою MIRI. За словами Гелтона, якби вони направили телескоп хоча б на долю градуса в будь-якому напрямку, то не отримали б ці важливі дані в середньому інфрачервоному діапазоні.
Галактика JADES-GS-z14-0 та еволюція Всесвіту
Існування такої розвиненої галактики на такому ранньому етапі космічної історії слугує потужним тестом для теоретичних моделей формування галактик.
Оскільки люди отримують можливість безпосередньо спостерігати й розуміти галактики, які існували в період зародження Всесвіту, це може дати важливе розуміння того, як Всесвіт еволюціонував від простих елементів до складної хімії, необхідної для життя, яким ми його знаємо.
«Ми живемо в неймовірний час в історії астрономії, — сказав Гейнлайн. — Ми здатні розуміти галактики, які набагато складніші за все, що люди коли-небудь знаходили, спостерігати їх різними способами. Й по-справжньому розуміти їх — це справжня магія».
За матеріалами phys.org
