Астрономы подтвердили, что галактика "Мейзи" - одна из самых ранних среди наблюдаемых

С помощью спектроскопии установлено красное смещение галактики — она светила менее 400 млн лет после Большого взрыва. Также опровергнуто еще дальшее расположение другой галактики.

Об этом рассказывают OstanniPodii.com со ссылкой на пресс-релиз Техасского университета в Остине (UT Austin).

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

В прошлом году космический телескоп "Джеймс Уэбб" (JWST) обнаружил галактику "Мейзи" и дальнейшие наблюдения показали, что она возникла через 390 млн лет после Большого взрыва. Хотя это не так рано, как предполагала группа под руководством астронома Стивена Финкельштейна летом прошлого года (290 млн лет после ВВ), тем не менее, это одна из четырех самых ранних подтвержденных галактик.

«Галактика Мейзи интересна тем, что она была одной из первых далеких галактик, обнаруженных JWST, и первой из этого набора, которая была подтверждена спектроскопически», - сказал Финкельштейн, соавтор новой работы и главный исследователь программы "Научный обзор ранней эволюции космоса" (CEERS). Он назвал эту галактику в честь своей дочери, поскольку она была открыта в день её рождения.

Сейчас команда CEERS также изучает около 10 галактик, которые могут принадлежать к эпохе, еще более ранней, чем эпоха "Мейзи".

Спектроскопия для "Мейзи"

Объекты в космосе не имеют временной метки. Чтобы определить, когда свет, который мы наблюдаем, покинул объект, астрономы измеряют его красное смещение — величину, на которую изменился цвет объекта в результате его движения от нас. Поскольку мы живем в расширяющейся Вселенной, чем дальше в прошлое мы заглядываем, тем больше красное смещение объекта.

Первоначальные оценки красных смещений (а значит, и времени после Большого взрыва) были основаны на фотометрии — определении яркости света на изображениях с помощью небольшого количества широкочастотных фильтров. Эти оценки были сделаны на основе данных, в течение первоначально отведенного времени для первого сезона наблюдений телескопа.

Для получения более точных оценок команда CEERS обратилась к спектроскопическому прибору JWST — NIRSpec (Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона), который расщепляет свет объекта на множество узких частот для более точного определения его химического состава, тепловыделения, собственной яркости и относительного движения. Согласно последнему спектроскопическому анализу, галактика "Мейзи" находится на красном смещении z=11,4.

Опровержение "сверхранней" галактики

В этом исследовании также рассматривалась галактика CEERS-93316, которая, по первоначальным оценкам, наблюдалась через невероятные 250 млн лет после Большого взрыва. В ходе дальнейшего анализа оказалось, что CEERS-93316 имеет более скромное красное смещение z=4.9, что соответствует примерно 1 млрд лет после Большого взрыва.

Оказалось, что горячий газ в CEERS-93316 излучал так много света в нескольких узких частотных диапазонах, связанных с кислородом и водородом, что галактика казалась гораздо более голубой, чем она есть на самом деле. Этот голубой оттенок имитирует признаки, которые Финкельштейн и другие исследователи ожидали увидеть в очень ранних галактиках. Это связано с прихотью фотометрического метода, которая проявляется только для объектов с красным смещением около 4,9. Финкельштейн говорит, что это был случай невезения.

«Это был довольно странный случай», - говорит Финкельштейн. «Из многих десятков кандидатов с высоким красным смещением, которые наблюдались спектроскопически, это единственный случай, когда истинное красное смещение оказалось намного меньше, чем наше первоначальное предположение».

Эта галактика не только имеет неестественный голубой вид, но и намного ярче, чем предполагают наши современные модели для галактик, сформировавшихся на таком раннем этапе развития Вселенной.

«Было бы очень сложно объяснить, как Вселенная могла создать такую массивную галактику так скоро», - говорит Финкельштейн. «Поэтому я думаю, что это, вероятно, всегда было самым вероятным результатом, поскольку она была такой экстремальной, такой яркой, на таком явно высоком красном смещении».

Ранее еще одна ранняя галактика, обнаруженная JWST в рамках другого обзора GLASS, была подтверждена с помощью Атакамского миллиметрового/субмиллиметрового массива (ALMA). Эта галактика под названием GHZ2/GLASS-z12 существовала уже через 367 миллионов лет после Большого взрыва.

OstanniPodii.com