Астрономи виявили популяцію галактик, які сприяли космічній реновації

За допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба виявлено десятки невеликих галактик, які відіграли значну роль у космічній трансформації, що перетворила ранній Всесвіт на відомий нам сьогодні.

Про це розповідають в NASA, передають OstanniPodii.com.

«Що стосується випромінювання ультрафіолетового світла, ці невеликі галактики мають набагато більшу силу, ніж можна було б очікувати. Наш аналіз цих крихітних, але потужних галактик є у 10 разів чутливішим, ніж попередні дослідження, і показує, що їх було достатньо й вони мали достатню ультрафіолетову потужність, щоб спричинити цю космічну трансформацію», - сказав Ісак Волд з Католицького університету Америки у Вашингтоні та Центру космічних польотів NASA імені Годдарда в Грінбелті, штат Мериленд.

Волд обговорив свої висновки на 246-му засіданні Американського астрономічного товариства в Анкориджі, Аляска. У дослідженні були використані наявні зображення, зібрані інструментом NIRCam (Камера ближнього інфрачервоного діапазону) Вебба, а також нові спостереження, зроблені за допомогою інструменту Вебба NIRSpec (Спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону).

Ці крихітні галактики були відкриті Волдом та його колегами з Годдарда, Сангітою Малхотрою та Джеймсом Роудсом, які проаналізували зображення, зроблені телескопом Вебба в рамках програми спостережень UNCOVER (Ультраглибокі спостереження до епохи реіонізації за допомогою NIRSpec і NIRCam), очолюваної Рейчел Безансон з Піттсбурзького університету в Пенсильванії.

У рамках проєкту було складено карту гігантського скупчення галактик, відомого як Abell 2744, яке отримало прізвисько «скупчення Пандори», розташоване на відстані близько 4 мільярдів світлових років у південному сузір′ї Скульптора. Маса скупчення утворює гравітаційну лінзу, яка збільшує віддалені джерела, додаючи до й так значного діапазону Вебба.

Що сприяло реіонізації Всесвіту?

Протягом більшої частини свого першого мільярда років Всесвіт був занурений у туман нейтрального водневого газу. Сьогодні цей газ іонізований — позбавлений електронів. Астрономи, які називають цю трансформацію реіонізацією, давно задаються питанням, які типи об′єктів були найбільш відповідальними за це: великі галактики, малі галактики чи надмасивні чорні діри в активних галактиках. Однією з головних цілей телескопа Вебба було саме вивчення ключових питань про цей важливий перехід в історії Всесвіту.

Недавні дослідження показали, що невеликі галактики, в яких відбувається інтенсивне утворення зірок, могли відігравати надзвичайно важливу роль. Такі галактики сьогодні рідкісні, вони становлять лише близько 1% від усіх галактик навколо нас. Але вони були численними, коли Всесвіту було близько 800 мільйонів років, в епоху, яку астрономи називають червоним зсувом 7, коли реіонізація була у розпалі.

Команда шукала невеликі галактики відповідного космічного віку, які демонстрували ознаки екстремального зореутворення, так звані спалахи зореутворення, на зображеннях кластера, зроблених камерою NIRCam.

«Галактики з малою масою збирають навколо себе менше нейтрального водню, що полегшує витік іонізувального ультрафіолетового світла», - каже Роудс. «Так само, епізоди зореутворення не тільки виробляють велику кількість ультрафіолетового світла, але й виривають канали в міжзоряній матерії галактики, що допомагає цьому світлу вириватися назовні».

Астрономи шукали сильні джерела світла певної довжини хвилі, що свідчить про наявність високоенергетичних процесів: зелену лінію, випромінювану атомами кисню, які втратили два електрони. Спочатку випромінюване як видиме світло в ранньому космосі, зелене світіння від подвійно іонізованого кисню розтягнулося в інфрачервоному діапазоні, проходячи через розширюваний Всесвіт і зрештою досягнувши приладів Вебба.

Ця техніка дозволила виявити 83 невеликі галактики зі спалахом зореутворення, які з′явилися, коли Всесвіту було 800 мільйонів років, або приблизно 6% від його нинішнього віку в 13,8 мільярда років. Команда вибрала 20 з них для більш детального дослідження за допомогою NIRSpec.

«Ці галактики настільки малі, що для створення еквівалентної зоряної маси нашої власної галактики Чумацький Шлях потрібно від 2000 до 200 000 таких галактик», — сказав Малхотра. «Але ми можемо їх виявити завдяки нашій новій техніці відбору зразків у поєднанні з гравітаційним лінзуванням».

Подібні типи галактик у сучасному Всесвіті випромінюють у навколишній простір близько 25% свого іонізувального ультрафіолетового світла. Якщо галактики з низькою масою, досліджувані Волдом і його командою, випромінюють подібну кількість, вони можуть забезпечити все ультрафіолетове світло, необхідне для перетворення нейтрального водню Всесвіту в іонізовану форму.

Космічний телескоп Джеймса Вебба — це провідна космічна наукова обсерваторія у світі. Вебб розгадує таємниці нашої Сонячної системи, дивиться за межі далеких світів навколо інших зірок і досліджує таємничі структури та походження нашого Всесвіту та нашого місця в ньому. Вебб — це міжнародна програма, очолювана NASA разом із її партнерами, ESA (Європейським космічним агентством) та CSA (Канадським космічним агентством).

.

• телескоп Вебба
• Галактики