Международная группа астрономов обнаружила самые древние и отдаленные галактики, подтвержденные на сегодняшний день с помощью данных космического телескопа Джеймса Вебба (JWST).
Международная группа астрономов обнаружила самые древние и отдаленные галактики, подтвержденные на сегодняшний день с помощью данных космического телескопа Джеймса Вебба (JWST).
Первоначальные наблюдения с JWST обнаружили несколько галактик-кандидатов на экстремальных расстояниях, как и предыдущие наблюдения с помощью космического телескопа Хаббл. Теперь четыре из этих целей были подтверждены путем получения длительных спектроскопических наблюдений, которые не только обеспечивают надежные измерения их расстояний, но и позволяют астрономам охарактеризовать физические свойства галактик.
«Мы обнаружили галактики в далекой Вселенной на фантастически раннем этапе, — сказал Брант Робертсон, профессор астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круге, передает Eurekalert. — С помощью JWST мы впервые теперь можем найти столь далекие галактики, а затем подтвердить это спектроскопически. Они действительно так далеко».
Астрономы измеряют расстояние до галактики, определяя ее красное смещение.
В связи с расширением Вселенной, удаленные объекты, кажется, удаляются от нас, а их свет растягивается до большей красной длины волны благодаря эффекту Доплера. Фотометрические методы, основанные на изображениях, полученных через различные фильтры, могут дать оценки красному смещению, но окончательные измерения требуют спектроскопии, разделяющей свет от объекта на составляющие длины волны этого света.
Поскольку свет двигается, извините за тавтологию, со скоростью света, а не мгновенно телепортируется, картинка, которую мы видим, показывает объекты, которыми они были когда-то, а это значит, что мы фактически заглядываем в прошлое.
Новые открытия сосредоточены на четырех галактиках с красным смещением более 10. Две галактики, первоначально наблюдавшие «Хаббл», теперь подтвердили красные смещения 10,38 и 11,58. Две самые отдаленные галактики, обе обнаруженные на изображениях JWST, имеют красное смещение 13,20 и 12,63, что делает их самыми отдаленными галактиками, подтвержденными на сегодня спектроскопией. Красное смещение 13,2 соответствует примерно 13,5 млрд лет назад.
«Это значительно превышает то, что мы могли себе представить JWST, — сказал Робертсон. — При красном смещении 13 Вселенной всего около 325 миллионов лет».
Наблюдение является результатом сотрудничества ученых, возглавивших разработку двух инструментов на борту Webb, камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и спектрографа ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec). Исследование самых слабых и древних галактик являлось ведущей мотивацией в концепциях этих инструментов. В 2015 году группы приборов объединились, чтобы предложить JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), амбициозную программу, на которую было выделено чуть более одного месяца работы телескопа и предназначено для предоставления беспрецедентного обзора ранней Вселенной как по глубине, так и по глубине. . и детали JADES — это международное сотрудничество более восьмидесяти астрономов из десяти стран.
«Эти результаты являются кульминацией того, почему команды NIRCam и NIRSpec объединились, чтобы выполнить эту программу наблюдений», — сказала Марсия Рике, главный исследователь NIRCam в Аризонеском Университете.
Программа JADES началась с NIRCam, используя более 10 дней миссии для наблюдения за небольшим участком неба внутри и вокруг Hubble Ultra Deep Field. Астрономы изучают этот регион более 20 лет с помощью почти всех крупных телескопов. Команда JADES наблюдала за полем в девяти различных инфракрасных диапазонах длин волн, увлекая изысканные изображения, показывающие почти 100 000 далеких галактик, каждая на расстоянии миллиардов световых лет.
Затем команда использовала спектрограф NIRSpec в течение одного трехдневного периода наблюдения, чтобы собрать свет от 250 слабых галактик. Это дало точные измерения красного смещения и выявило свойства газа и звезд в этих галактиках.
«Благодаря этим измерениям мы можем знать собственную яркость галактик и определить, сколько у них звезд, — сказал Робертсон. — Теперь мы можем начать по-настоящему разбирать, как галактики растут со временем».
Соавтор Сандро Такчелла из Кембриджского университета в Соединенном Королевстве добавил: «Трудно понять галактики без понимания начальных периодов их развития. Как и с людьми, многое из того, что произойдет позже, зависит от влияния этих ранних поколений звезд. Так много вопросов о галактиках ждали трансформационной возможности Уэбба, и мы рады, что можем принять участие в раскрытии этой истории».
По словам Робертсона, образование звезд в этих ранних галактиках началось примерно на 100 миллионов лет раньше, чем возраст, в котором они наблюдались сейчас, что возвращает образование древнейших звезд примерно до 225 миллионов лет после Большого взрыва.
«Мы видим доказательства образования звезд примерно на том раннем этапе, который мы могли ожидать на основе наших моделей образования галактик», — сказал он.
