С помощью Уэбба приоткрыта редкая популяция красных спиральных галактик из ранней Вселенной

Среди нескольких красных спиральных галактик, обнаруженных на самой первой визуализации JWST галактических скоплений, исследователи выяснили, что две расположены в ранней Вселенной и одна из них является "пассивной".

Об этом рассказывают в Университете Васэда в Японии, передают OstanniPodii.com.

Спиральные галактики представляют собой одну из самых зрелищных особенностей нашей Вселенной. Те, что находятся в далекой Вселенной, содержат значительную информацию о происхождении спиральных галактик и их эволюции. Однако мы имеем ограниченное представление об этих галактиках, поскольку они слишком далеки для детального изучения.

"Хотя эти галактики уже были обнаружены во время предыдущих наблюдений с помощью космических телескопов "Хаббл" и "Спитцер", их ограниченное пространственное разрешение и/или чувствительность не позволяли нам изучить детальные формы и свойства", - объясняет младший научный сотрудник Йошинобу Фудамото, соавтор нового исследования.

Теперь космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) перешел на новый уровень. В своей самой первой визуализации галактических скоплений, а именно SMACS J0723.3-7327, телескопу JWST удалось получить инфракрасные изображения популяции красных спиральных галактик с беспрецедентным разрешением, детально раскрыв их морфологию.

На этом фоне группа исследователей из Университета Васэда описала удивительные сведения об этих красных спиральных галактиках в статье, опубликованной недавно в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Среди нескольких обнаруженных красных спиральных галактик исследователи сосредоточили внимание на двух наиболее экстремальных — RS13 и RS14. Используя анализ спектрального распределения энергии (SED), они измерили распределение энергии в широком диапазоне длин волн для этих галактик. Анализ SED показал, что эти две галактики принадлежат к ранней Вселенной, периоду, известному как "космический полдень" (8-10 миллиардов лет назад), наступившему после Большого взрыва и "космического рассвета".

Благодаря беспрецедентному пространственному разрешению и высокой инфракрасной чувствительности JWST, которая значительно улучшила предыдущий снимок Спитцера (вверху), можно увидеть морфологические детали красных спиральных галактик (внизу) RS13 и RS14.

Примечательно, что это одни из самых дальних спиральных галактик, известных на сегодня.

Редкие красные спиральные галактики составляют лишь 2% галактик в локальной Вселенной. Это открытие таких галактик в ранней Вселенной, сделанное с помощью наблюдения JWST, охватывающего лишь незначительную часть пространства, позволяет предположить, что такие спиральные галактики существовали в большом количестве в ранней Вселенной.

Далее исследователи обнаружили, что одна из красных спиральных галактик, RS14, является "пассивной" (не образующей звезд) спиральной галактикой, что противоречит интуитивному ожиданию того, что галактики в ранней Вселенной должны были иметь активное звездообразование. Ее обнаружение в ограниченном поле зрения JWST является особенно удивительным, поскольку позволяет предположить, что таких пассивных спиральных галактик могло быть много и в ранней Вселенной.

В целом, результаты этого исследования значительно расширяют наши знания о красных спиральных галактиках и Вселенной в целом.

"Наше исследование впервые показало, что пассивные спиральные галактики могут существовать в большом количестве в ранней Вселенной. Хотя данная работа является пилотным исследованием спиральных галактик в ранней Вселенной, подтверждение и расширение этого исследования в значительной степени повлияет на наше понимание формирования и эволюции галактических морфологий", - заключает Фудамото.

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

Космический телескоп Джеймса Уэбба

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) - совместный проект НАСА, Канадского космического агентства и Европейского космического агентства. "Уэбб" был запущен в космос 25 декабря 2021 года, а первое полученное изображение опубликовано 11 июля 2022 года.

Он оснащен 6,5-метровым первичным зеркалом из 18 отдельных сегментов, изготовленных из сверхлегкого бериллия. Зеркало перпендикулярно размещено на пятислойном солнцезащитном экране размером с теннисный корт, который ослабляет солнечное излучение более чем в миллион раз. Под экраном — направленная на Землю антенна, солнечные батареи и прочее.

Четыре научных инструмента "Уэбба" — камеры и спектрометры — имеют детекторы, которые способны регистрировать чрезвычайно слабые сигналы. Это:

• Камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) — основная камера телескопа, которая охватывает инфракрасный диапазон длин волн от 0,6 до 5 мкм. NIRCam способна регистрировать свет от: самых ранних звезд и галактик, находящихся в процессе формирования, звездной популяции в соседних галактиках, а также молодых звезд Млечного Пути и объектов пояса Койпера. Камера оснащена коронографами — инструментами, позволяющими астрономам делать снимки очень слабых объектов вокруг центрального яркого объекта, например, звездных систем. Коронографы NIRCam работают, блокируя свет более яркого объекта, позволяя рассматривать более тусклый объект поблизости — так же, как защита глаз от солнца поднятой рукой позволяет сосредоточиться на пейзаже, находящемся перед вами. С помощью коронографов астрономы надеются определить характеристики планет, вращающихся вокруг ближайших звезд.
• Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) работает в диапазоне от 0,6 до 5 микрон. Спектрограф (который также иногда называют спектрометром) используется для рассеивания света от объекта в спектр. Анализ спектра объекта может рассказать нам о его физических свойствах, включая температуру, массу и химический состав. Атомы и молекулы в объекте фактически оставляют на его спектре линии, которые уникально отражают каждый присутствующий химический элемент и могут раскрыть большое количество информации о физических условиях в объекте. Спектроскопия и спектрометрия (науки об интерпретации этих линий) являются одними из самых острых инструментов в арсенале для исследования космоса. Многие из объектов, которые будет изучать "Уэбб", например, первые галактики , образовавшиеся после Большого взрыва, настолько тусклые, что гигантское зеркало "Уэбба" должно смотреть на них сотни часов, чтобы собрать достаточно света для формирования спектра. Для того, чтобы изучить тысячи галактик в течение своей миссии, NIRSpec рассчитан на одновременное наблюдение за 100 объектами.
• Инструмент среднего инфракрасного диапазона (MIRI) имеет как камеру, так и спектрограф, который видит свет в среднем инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра, с длинами волн, которые длиннее, чем видит наш глаз. MIRI охватывает диапазон длин волн от 5 до 28 микрон. Его чувствительные детекторы позволят видеть красный сдвиг света далеких галактик , новообразованных звезд и слабо видимых комет, а также объектов в поясе Койпера. Камера MIRI предоставляет широкополосное широкопольное изображение. Спектрограф позволяет проводить спектроскопию со средним разрешением, что позволяет получать новые физические детали наблюдаемых далеких объектов.
• Датчик точного наведения/ближний инфракрасный тепловизор и бесщелевой спектрограф (FGS/NIRISS). FGS позволяет "Уэббу" точно наводиться на цель, что позволяет получать высококачественные изображения. Часть FGS/NIRISS, состоящая из тепловизора ближнего инфракрасного диапазона и бесщелевого спектрографа, используется для исследования следующих научных целей: обнаружение первого света, обнаружение и определение характеристик экзопланет , а также спектроскопия транзитного прохождения экзопланет. FGS/NIRISS имеет диапазон длин волн от 0,8 до 5,0 мкм и является специализированным инструментом с тремя основными режимами, каждый из которых работает в отдельном диапазоне длин волн.