Астрофизики подтвердили существование самой тусклой галактики из когда-либо наблюдаемых в ранней Вселенной

Галактика под названием JD1 является одной из самых отдаленных из обнаруженных на сегодняшний день, и она является типичной для тех галактик, которые прожгли туман атомов водорода, оставшихся после Большого взрыва, пропуская свет через Вселенную и формируя её в то, что существует сегодня.

Об этом рассказывают в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA), передают OstanniPodii.com.

Открытие было сделано с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), а результаты исследования, проведенного международной группой, опубликованы в журнале Nature.

Первый миллиард лет жизни Вселенной был решающим периодом в её эволюции. После Большого взрыва, примерно 13,8 миллиарда лет назад, Вселенная расширилась и охладилась достаточно для образования атомов водорода. Атомы водорода поглощают ультрафиолетовые фотоны от молодых звезд, однако до рождения первых звезд и галактик Вселенная была темной и вступила в период, известный как космические темные века.

Появление первых звезд и галактик несколько сотен миллионов лет спустя наполнило Вселенную энергичным ультрафиолетовым светом, который начал сжигать, или ионизировать, водородный туман. Это, в свою очередь, позволило фотонам перемещаться в пространстве, делая Вселенную прозрачной.

Определение типов галактик, которые преобладали в ту эпоху, названную эпохой реионизации, является одной из главных задач астрономии сегодня, но до создания телескопа Уэбба ученые не имели чувствительных инфракрасных инструментов, необходимых для изучения первого поколения галактик.

"Большинство галактик, обнаруженных с помощью JWST, - это яркие галактики, которые встречаются редко и не считаются особенно представительными для молодых галактик, населявших раннюю Вселенную", - сказал Гвидо Робертс-Борсани, постдокторант UCLA и первый автор исследования. "В связи с этим, хотя они и важны, но не считаются основными агентами, которые сожгли весь этот водородный туман".

"С другой стороны, ультратусклые галактики, такие как JD1, гораздо более многочисленны, поэтому мы считаем их более представительными галактиками, которые провели процесс реионизации, позволяя ультрафиолетовому свету беспрепятственно проходить через пространство и время".

JD1 настолько тусклая и далекая, что ее трудно изучить без мощного телескопа и помощи природы. JD1 расположена за большим скоплением близлежащих галактик, называемым Abell 2744, чья совокупная гравитационная сила изгибает и усиливает свет от JD1, заставляя её казаться больше и в 13 раз ярче, чем в противном случае. Этот эффект, известный как гравитационное линзирование, похож на то, как увеличительное стекло искажает и усиливает свет в пределах его поля зрения; без гравитационного линзирования галактика JD1, скорее всего, не была бы замечена.

Исследователи использовали прибор Уэбба NIRSpec, Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона телескопа, для получения инфракрасного спектра галактики, что позволило им определить её точный возраст и расстояние до Земли, а также количество звезд и количество пыли и тяжелых элементов, которые образовались в ней за относительно короткое время жизни.

Сочетание гравитационного увеличения галактики и новых изображений, полученных с помощью другого прибора телескопа Уэбба, работающего в ближнем инфракрасном диапазоне, NIRCam, также позволило команде исследовать структуру галактики с беспрецедентной детализацией и разрешением, обнаружив три основные вытянутые скопления пыли и газа, в которых формируются звезды. Команда использовала новые данные, чтобы проследить свет JD1 до его первоначального источника и формы, обнаружив компактную галактику, размер которой составляет лишь малую часть размера более старых галактик, таких как Млечный Путь, возраст которого составляет 13,6 миллиарда лет.

Поскольку свету требуется время, чтобы добраться до Земли, JD1 можно увидеть такой, какой она была примерно 13,3 миллиарда лет назад, когда возраст Вселенной составлял лишь около 4% от ее нынешнего возраста.

"До включения телескопа Вебба, всего год назад, мы не могли даже мечтать о подтверждении такой слабой галактики", - сказал Томмазо Треу, профессор физики и астрономии UCLA и второй автор исследования. "Сочетание JWST и увеличительной силы гравитационного линзирования - это революция. Мы переписываем книгу о том, как галактики формировались и развивались сразу после Большого взрыва".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.