В ранньому Всесвіті "Вебб" бачить галактику в тумані, що таємниче розсіюється

Астрономи виявили яскраве водневе випромінювання з галактики в дуже ранньому Всесвіті. Ця несподівана знахідка ставить перед дослідниками завдання пояснити, як це світло могло пробитися крізь густий туман нейтрального водню, що заповнював космос у той час.

Про відкриття розповідають в Кембридзькому університеті, передають OstanniPodii.com.

Ключова мета космічного телескопа Джеймса Вебба -- зазирнути далі, ніж будь-коли раніше, в далеке минуле нашого Всесвіту, коли перші галактики формувалися після Великого вибуху, в період, відомий як космічний світанок.

Дослідники, які вивчають одну з тих дуже ранніх галактик, зробили відкриття в спектрі її світла, яке кидає виклик нашому усталеному розумінню ранньої історії Всесвіту. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature.

"Вебб" відкрив неймовірно далеку галактику JADES-GS-z13-1, яку спостерігали лише через 330 мільйонів років після Великого вибуху. Дослідники використовували яскравість галактики в різних інфрачервоних фільтрах, щоб оцінити її червоне зміщення, за яким вимірюється відстань галактики від Землі на основі того, як її світло розтягувалося під час подорожі через розширюваний простір.

Зображення від Камери ближнього інфрачервоного діапазону (NIRCam) "Вебба" дали початкову оцінку червоного зсуву у 12,9. Щоб підтвердити її екстремальне червоне зміщення, міжнародна команда на чолі з доктором Йорісом Вітстоком, який раніше працював в Інституті космології Кавлі Кембридзького університету, спостерігала за галактикою за допомогою Спектрографа ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec) "Вебба".

Отриманий спектр підтвердив, що червоне зміщення становить 13,0. Це відповідає галактиці, яку видно всього через 330 мільйонів років після Великого вибуху, що становить невелику частку нинішнього віку Всесвіту -- 13,8 мільярда років.

Але також виділилася несподівана особливість: одна специфічна, дуже яскрава довжина хвилі світла, ідентифікована як випромінювання Лайман-альфа від атомів водню. Це випромінювання було набагато сильнішим, ніж астрономи вважали можливим на цій ранній стадії розвитку Всесвіту.

«Ранній Всесвіт був огорнутий густим туманом нейтрального водню», - каже співавтор дослідження професор Роберто Майоліно з Кембридзького інституту космології ім. Кавлі. «Більша частина цього туману була розсіяна в процесі, який називається реіонізацією, що завершився приблизно через мільярд років після Великого вибуху».

Новини за подібною темою:

"Вебб" показав повне кільце Ейнштейна

«GS-z13-1 була помічена, коли Всесвіту було лише 330 мільйонів років, але вона демонструє напрочуд чітку, виразну сигнатуру випромінювання Лайман-альфа, яку можна побачити лише тоді, коли навколишній туман повністю розвіявся. Цей результат був абсолютно несподіваним для теорій раннього формування галактик і застав астрономів зненацька».

До та під час епохи реіонізації туман нейтрального водню, що оточував галактики, блокував будь-яке енергійне ультрафіолетове світло, яке вони випромінювали, подібно до фільтрувального ефекту кольорового скла. Доки не утворилося достатньо зірок, здатних іонізувати водневий газ, ніяке світло, включно з випромінюванням Лайман-альфа, не могло вирватися з цих молодих галактик і досягти Землі.

Підтвердження випромінювання Лайман-альфа від цієї галактики має велике значення для нашого розуміння раннього Всесвіту. «Ми дійсно не повинні були знайти таку галактику, враховуючи наше розуміння того, як розвивався всесвіт», - сказав співавтор дослідження Кевін Хейнлайн з Університету Аризони.

«Ми могли б уявити ранній Всесвіт оповитим густим туманом, крізь який було б надзвичайно важко знайти навіть потужні маяки, але тут ми бачимо промінь світла від цієї галактики, що пронизує цю завісу».

Джерело випромінювання Лайман-альфа цієї галактики поки що невідоме, але воно може містити перше світло від найдавнішого покоління зірок, що сформувалися у Всесвіті.

«Велика бульбашка іонізованого водню, що оточує цю галактику, могла бути створена особливою популяцією зірок -- набагато масивнішою, гарячішою та яскравішою, ніж зорі, сформовані в більш пізні епохи, і, можливо, представляє перше покоління зірок», - сказав Вітсток, який зараз працює в Центрі космічного світанку при Копенгагенському університеті. Ще одна можливість, виявлена командою, -- потужне активне галактичне ядро, що має одну з перших надмасивних чорних дір.

Команда планує подальші спостереження за GS-z13-1, щоб отримати більше інформації про природу цієї галактики та походження її сильного випромінювання Лайман-альфа. Що б не приховувала ця галактика, вона, безсумнівно, висвітлить новий рубіж в космології.

.

• телескоп Вебба
• Галактики