Вебб показує народження галактик, коли Всесвіт ставав прозорим

23:42 субота, 19 листопада 2022 р.
Зображення від JWST. Credit: NASA

Дані JWST вказують, що ранні галактики утворювали зорі з разючою швидкістю по всій своїй протяжності, і що найраніші галактики могли бути винуватцями космічної реіонізації.

Про це розповідають у Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі (UCLA), передають OstanniPodii.com.

Найбільш ранні галактики були космічними вогняними кулями, що перетворювали газ на зорі із запаморочливою швидкістю на всій своїй протяжності, говорить дослідження, проведене під керівництвом UCLA, яке буде опубліковано у спеціальному випуску "Астрофізичного журналу" (препринт).

Дослідження, засноване на даних космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), є першим вивченням форми й структури тих галактик. Воно показує, що вони були зовсім не схожі на сучасні галактики, в яких зореутворення обмежене невеликими регіонами, такими як сузір′я Оріона в нашому Чумацькому Шляху.

"Ми бачимо, як галактики формують нові зорі з разючою швидкістю", – сказав Томмазо Треу, провідний автор дослідження, професор фізики та астрономії UCLA. "Неймовірна роздільна здатність Вебба дозволяє нам вивчати ці галактики в безпрецедентних деталях, і ми бачимо, що все це зореутворення відбувається в регіонах цих галактик".

Треу керує Науковою програмою раннього випуску GLASS-JWST, перші результати якої є темою спеціального випуску журналу.

Інше дослідження (опубліковане місяць тому в "Астрофізичному журналі"), проведене під керівництвом UCLA, показало, що галактики, які утворилися незабаром після Великого вибуху – менш ніж за мільярд років – могли почати спалювати залишки фотонно-поглинального водню, і тим самим пролити світло на темний Всесвіт.

"Навіть наші найкращі телескопи насилу підтверджували відстані до таких далеких галактик, тому ми не знали, роблять вони Всесвіт прозорим чи ні", – сказав Гвідо Робертс-Борсані, постдокторант Каліфорнійського університету, який очолював дослідження. "Вебб показує нам, що він не тільки може виконувати цю роботу, а й робить це з разючою легкістю. Це заміна у грі".

Для кожної галактики показано кольорове композитне зображення на основі короткохвильової (SW) камери (B=F115W,G=F150W,R=F200W) та на основі довгохвильової (LW, праворуч від SW) камери (B=F277W,G=F356W,R=F444W). Окремі зображення деградують до нижчої роздільної здатності кожної камери (тобто, F200W та F444W відповідно). Комірки мають розмір 2,4 дюйма. Розмір пікселів становить 31 mas та 63 mas відповідно для короткохвильових та довгохвильових зображень. Credit: T. Treu et al

"Вебб" – найбільший телескоп ближнього інфрачервоного діапазону у космосі, і його чудова роздільна здатність дає змогу побачити об′єкти, які перебувають на такій відстані, що їхньому світлу потрібні мільярди років, щоб досягти Землі. Хоча ці об′єкти вже постаріли, світло тільки найбільш ранніх моментів їхнього існування встигло промайнути через Всесвіт і потрапити на детектори "Вебба". У результаті JWST не тільки працює як своєрідна машина часу, повертаючи вчених у період незабаром після Великого вибуху, а й створювані ним зображення перетворилися на сімейний альбом із фотографіями новонароджених галактик і зірок.

GLASS-JWST був одним із 13 наукових проєктів раннього випуску, відібраних НАСА 2017 року для швидкого створення загальнодоступних наборів даних, а також для демонстрації та тестування можливостей інструментів на "Веббі".

Маловивчена Епоха реіонізації

Мета проєкту – зрозуміти, як і коли світло від перших галактик прорвалося крізь туман водню, що залишився після Великого вибуху – це явище й період часу називається Епохою реіонізації – а також як газ та важкі елементи розподіляються всередині та навколо галактик протягом космічного часу. Треу та Робертс-Борсані використовують три інноваційні прилади "Вебба", що працюють у ближньому інфрачервоному діапазоні, для проведення детальних вимірювань далеких галактик у ранньому Всесвіті.

Епоха реіонізації – це період, який залишається маловивченим вченими. Досі у дослідників не було надзвичайно чутливих інфрачервоних приладів, необхідних для спостереження за галактиками, які тоді існували. До космічної реіонізації ранній Всесвіт залишався позбавленим світла, оскільки ультрафіолетові фотони від ранніх зірок поглиналися атомами водню, яким був насичений простір.

Вчені вважають, що десь протягом першого мільярду років існування Всесвіту випромінювання, що випускалося першими галактиками та, можливо, першими чорними дірами, змусило атоми водню втратити електрони, або іонізуватися, не дозволяючи фотонам "прилипати" до них і звільняючи шлях для фотонів у просторі. Коли галактики почали іонізувати все більші й більші скупчення водню, Всесвіт став прозорим, і світло вільно поширювалося, як це відбувається й сьогодні, що дає нам змогу щоночі спостерігати блискучу завісу зірок і галактик.

Висновок Робертса-Борсані про те, що галактики утворилися швидше й раніше, ніж вважалося, може підтвердити, що саме вони були винуватцями космічної реіонізації. Дослідження також підтверджує відстані до двох найвіддаленіших галактик, відомих за допомогою нової техніки, що дозволяє астрономам прозондувати початок космічної реіонізації.

Космічний телескоп Джеймса Вебба

Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) — спільний проєкт НАСА, Канадського космічного агентства та Європейського космічного агентства. “Вебб” було запущено у космос 25 грудня 2021 року, а перше отримане зображення опубліковано 11 липня 2022 року.

Він оснащений 6,5-метровим первинним дзеркалом з 18 окремих сегментів, виготовлених з надлегкого берилію. Дзеркало перпендикулярно розміщено на п'ятишаровому сонцезахисному екрані розміром з тенісний корт, який послаблює сонячне випромінювання у понад мільйон разів. Під екраном — направлена на Землю антена, сонячні батареї та інше.

Чотири наукові інструменти “Вебба” — камери й спектрометри — мають детектори, які здатні реєструвати надзвичайно слабкі сигнали. Це:

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

Всі новини

Популярні новини: