Астрофізики підтвердили існування найтьмянішої галактики з коли-небудь спостережуваних у ранньому Всесвіті

Галактика під назвою JD1 є однією з найвіддаленіших з виявлених на сьогодні, і вона є типовою для тих галактик, що пропалили туман атомів водню, які залишилися після Великого вибуху, пропускаючи світло через Всесвіт і формуючи його в те, що існує сьогодні.

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

Відкриття було зроблено за допомогою космічного телескопа імені Джеймса Вебба (JWST), а результати дослідження, проведеного міжнародною групою, опубліковані в журналі Nature.

Перший мільярд років життя Всесвіту був вирішальним періодом у його еволюції. Після Великого вибуху, приблизно 13,8 мільярда років тому, Всесвіт розширився й охолов достатньо для утворення атомів водню. Атоми водню поглинають ультрафіолетові фотони від молодих зірок, проте до народження перших зірок і галактик Всесвіт був темним і вступив у період, відомий як космічні темні віки.

Поява перших зірок і галактик кілька сотень мільйонів років потому наповнила Всесвіт енергійним ультрафіолетовим світлом, яке почало спалювати, або іонізувати, водневий туман. Це, своєю чергою, дало змогу фотонам переміщатися в просторі, роблячи Всесвіт прозорим.

Визначення типів галактик, які переважали в ту епоху, названу епохою реіонізації, є одним з головних завдань астрономії сьогодні, але до створення телескопа Вебба вчені не мали чутливих інфрачервоних інструментів, необхідних для вивчення першого покоління галактик.

"Більшість галактик, виявлених за допомогою JWST, - це яскраві галактики, які трапляються рідко й не вважаються особливо представницькими для молодих галактик, що населяли ранній Всесвіт", - сказав Гвідо Робертс-Борсані, постдокторант UCLA й перший автор дослідження. "У зв′язку з цим, хоча вони й важливі, але не вважаються основними агентами, які спалили весь цей водневий туман".

"З іншого боку, ультратьмяні галактики, такі як JD1, набагато більш численні, тому ми вважаємо їх більш представницькими галактиками, які провели процес реіонізації, дозволяючи ультрафіолетовому світлу безперешкодно проходити через простір і час".

JD1 настільки тьмяна й далека, що її важко вивчити без потужного телескопа та допомоги природи. JD1 розташована за великим скупченням прилеглих галактик, званим Abell 2744, чия сукупна гравітаційна сила вигинає та підсилює світло від JD1, змушуючи її здаватися більшою та у 13 разів яскравішою, ніж в іншому випадку. Цей ефект, відомий як гравітаційне лінзування, схожий на те, як збільшувальне скло спотворює й підсилює світло у межах його поля зору; без гравітаційного лінзування галактика JD1, найімовірніше, не була б помічена.

Дослідники використовували прилад Вебба NIRSpec, Спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону телескопа, для отримання інфрачервоного спектра галактики, що дало їм змогу визначити її точний вік і відстань до Землі, а також кількість зірок і кількість пилу та важких елементів, які утворилися в ній за відносно короткий час життя.

Поєднання гравітаційного збільшення галактики та нових зображень, отриманих за допомогою іншого приладу телескопа Вебба, що працює в ближньому інфрачервоному діапазоні, NIRCam, також дало змогу команді дослідити структуру галактики з безпрецедентною деталізацією та роздільною здатністю, виявивши три основні витягнуті скупчення пилу й газу, в яких формуються зорі. Команда використовувала нові дані, щоб простежити світло JD1 до його первісного джерела й форми, виявивши компактну галактику, розмір якої становить лише малу частину розміру старіших галактик, таких як Чумацький Шлях, вік якого становить 13,6 мільярда років.

Оскільки світлу потрібен час, щоб дістатися до Землі, JD1 можна побачити такою, якою вона була приблизно 13,3 мільярда років тому, коли вік Всесвіту становив лише близько 4% від його нинішнього віку.

"До ввімкнення телескопа Вебба, лише рік тому, ми не могли навіть мріяти про підтвердження такої слабкої галактики", - сказав Томмазо Треу, професор фізики та астрономії UCLA і другий автор дослідження. "Поєднання JWST і збільшувальної сили гравітаційного лінзування - це революція. Ми переписуємо книгу про те, як галактики формувалися й розвивалися відразу після Великого вибуху".

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