Міжнародна група астрономів виявила найдавніші та найвіддаленіші галактики, підтверджені на сьогоднішній день за допомогою даних космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST).
Міжнародна група астрономів виявила найдавніші та найвіддаленіші галактики, підтверджені на сьогоднішній день за допомогою даних космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST).
Початкові спостереження з JWST виявили кілька галактик-кандидатів на екстремальних відстанях, як і попередні спостереження за допомогою космічного телескопа «Хаббл». Тепер чотири з цих цілей було підтверджено шляхом отримання тривалих спектроскопічних спостережень, які не тільки забезпечують надійні вимірювання їхніх відстаней, але також дозволяють астрономам охарактеризувати фізичні властивості галактик.
«Ми виявили галактики у далекому Всесвіті на фантастично ранньому етапі, — сказав Брант Робертсон, професор астрономії та астрофізики Каліфорнійського університету в Санта-Крузі, передає Eurekalert. — За допомогою JWST ми вперше тепер можемо знайти такі далекі галактики, а потім підтвердити це спектроскопічно. Вони справді настільки далеко».
Астрономи вимірюють відстань до галактики, визначаючи її червоне зміщення.
У зв’язку з розширенням Всесвіту віддалені об’єкти, здається, віддаляються від нас, а їхнє світло розтягується до більшої червоної довжини хвилі завдяки ефекту Доплера. Фотометричні методи, засновані на зображеннях, отриманих через різні фільтри, можуть надати оцінки червоного зміщення, але остаточні вимірювання вимагають спектроскопії, яка розділяє світло від об’єкта на складові довжини хвилі цього світла.
Оскільки світло рухається, вибачте за тавтологію, зі швидкістю світла, а не миттєво телепортується, картинка, яку ми бачимо, показує об’єкти, якими вони були колись, а це значить, що ми, фактично, заглядаємо в минуле.
Нові відкриття зосереджені на чотирьох галактиках із червоним зміщенням понад 10. Дві галактики, які спочатку спостерігав «Хаббл», тепер підтвердили червоні зміщення 10,38 і 11,58. Дві найвіддаленіші галактики, обидві виявлені на зображеннях JWST, мають червоне зміщення 13,20 і 12,63, що робить їх найвіддаленішими галактиками, підтвердженими спектроскопією на сьогодні. Червоне зміщення 13,2 відповідає приблизно 13,5 мільярдам років тому.
«Це значно перевищує те, що ми могли собі уявити до JWST, — сказав Робертсон. — При червоному зміщенні 13 Всесвіту лише близько 325 мільйонів років».
Спостереження є результатом співпраці вчених, які очолили розробку двох інструментів на борту Webb, камери ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) і спектрографа ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec). Дослідження найслабших і найдавніших галактик було провідною мотивацією в концепціях цих інструментів. У 2015 році групи приладів об’єдналися, щоб запропонувати JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), амбітну програму, на яку було виділено трохи більше одного місяця часу роботи телескопа та призначена для надання безпрецедентного огляду раннього Всесвіту як за глибиною, так і за глибиною. і деталі. JADES — це міжнародна співпраця понад вісімдесяти астрономів із десяти країн.
«Ці результати є кульмінацією того, чому команди NIRCam і NIRSpec об’єдналися, щоб виконати цю програму спостережень», — сказала Марсія Ріке, головний дослідник NIRCam в Університеті Арізони.
Програма JADES почалася з NIRCam, використовуючи понад 10 днів місії для спостереження за невеликою ділянкою неба всередині та навколо Hubble Ultra Deep Field. Астрономи вивчають цей регіон понад 20 років за допомогою майже всіх великих телескопів. Команда JADES спостерігала за полем у дев’яти різних інфрачервоних діапазонах довжин хвиль, захоплюючи вишукані зображення, які показують майже 100 000 далеких галактик, кожна на відстані мільярдів світлових років.
Потім команда використовувала спектрограф NIRSpec протягом одного триденного періоду спостереження, щоб зібрати світло від 250 слабких галактик. Це дало точні вимірювання червоного зміщення та виявило властивості газу та зірок у цих галактиках.
«Завдяки цим вимірюванням ми можемо знати власну яскравість галактик і визначити, скільки в них зірок, — сказав Робертсон. — Тепер ми можемо почати по-справжньому розбирати, як галактики ростуть з часом».
Співавтор Сандро Такчелла з Кембриджського університету у Сполученому Королівстві додав: «Важко зрозуміти галактики без розуміння початкових періодів їх розвитку. Як і з людьми, багато чого з того, що станеться пізніше, залежить від впливу цих ранніх поколінь зірок. Так багато запитань про галактики чекали трансформаційної можливості Вебба, і ми раді, що можемо взяти участь у розкритті цієї історії».
За словами Робертсона, утворення зірок у цих ранніх галактиках почалося приблизно на 100 мільйонів років раніше, ніж вік, у якому вони спостерігалися зараз, що повертає утворення найдавніших зірок приблизно до 225 мільйонів років після Великого вибуху.
«Ми бачимо докази утворення зірок приблизно на тому ранньому етапі, який ми могли очікувати на основі наших моделей утворення галактик», — сказав він.
