Астрономы обнаружили популяцию галактик, способствовавших космической реновации

С помощью космического телескопа Джеймса Уэбба обнаружены десятки небольших галактик, которые сыграли значительную роль в космической трансформации, превратившей раннюю Вселенную в известную нам сегодня.

Об этом рассказывают в NASA, передают OstanniPodii.com.

«Что касается излучения ультрафиолетового света, эти небольшие галактики имеют гораздо большую силу, чем можно было бы ожидать. Наш анализ этих крошечных, но мощных галактик в 10 раз чувствительнее, чем предыдущие исследования, и показывает, что их было достаточно и они обладали достаточной ультрафиолетовой мощностью, чтобы вызвать эту космическую трансформацию», - сказал Исак Волд из Католического университета Америки в Вашингтоне и Центра космических полетов NASA имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд.

Волд обсудил свои выводы на 246-м заседании Американского астрономического общества в Анкоридже, Аляска. В исследовании были использованы имеющиеся изображения, собранные инструментом NIRCam (Камера ближнего инфракрасного диапазона) Уэбба, а также новые наблюдения, сделанные с помощью инструмента Уэбба NIRSpec (Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона).

Эти крошечные галактики были открыты Волдом и его коллегами из Годдарда, Сангитой Малхотрой и Джеймсом Роудсом, которые проанализировали изображения, сделанные телескопом Уэбба в рамках программы наблюдений UNCOVER (Ультраглубокие наблюдения до эпохи реионизации с помощью NIRSpec и NIRCam), возглавляемой Рэйчел Безансон из Питтсбургского университета в Пенсильвании.

В рамках проекта была составлена карта гигантского скопления галактик, известного как Abell 2744, которое получило прозвище «скопление Пандоры», расположенное на расстоянии около 4 миллиардов световых лет в южном созвездии Скульптора. Масса скопления образует гравитационную линзу, которая увеличивает удаленные источники, добавляя к и без того значительному диапазону Уэбба.

Что способствовало реионизации Вселенной?

На протяжении большей части своего первого миллиарда лет Вселенная была погружена в туман нейтрального водородного газа. Сегодня этот газ ионизирован — лишен электронов. Астрономы, которые называют эту трансформацию реионизацией, давно задаются вопросом, какие типы объектов были наиболее ответственны за это: большие галактики, малые галактики или сверхмассивные черные дыры в активных галактиках. Одной из главных целей телескопа Уэбба было именно изучение ключевых вопросов об этом важном переходе в истории Вселенной.

Недавние исследования показали, что небольшие галактики, в которых происходит интенсивное образование звезд, могли играть чрезвычайно важную роль. Такие галактики сегодня редки, они составляют лишь около 1% от всех галактик вокруг нас. Но они были многочисленны, когда Вселенной было около 800 миллионов лет, в эпоху, которую астрономы называют красным смещением 7, когда реионизация была в разгаре.

Команда искала небольшие галактики соответствующего космического возраста, которые демонстрировали признаки экстремального звездообразования, так называемые вспышки звездообразования, на изображениях кластера, сделанных камерой NIRCam.

«Галактики с малой массой собирают вокруг себя меньше нейтрального водорода, что облегчает утечку ионизирующего ультрафиолетового света», - говорит Роудс. «Точно так же, эпизоды звездообразования не только производят большое количество ультрафиолетового света, но и вырывают каналы в межзвездной материи галактики, что помогает этому свету вырываться наружу».

Астрономы искали сильные источники света определенной длины волны, свидетельствующие о наличии высокоэнергетических процессов: зеленую линию, излучаемую атомами кислорода, которые потеряли два электрона. Первоначально излучаемое как видимый свет в раннем космосе, зеленое свечение от двойственно ионизированного кислорода растянулось в инфракрасном диапазоне, проходя через расширяющуюся Вселенную и в конечном итоге достигнув приборов Уэбба.

Эта техника позволила обнаружить 83 небольшие галактики со вспышками звездообразования, которые появились, когда Вселенной было 800 миллионов лет, или примерно 6% от ее нынешнего возраста в 13,8 миллиарда лет. Команда выбрала 20 из них для более детального исследования с помощью NIRSpec.

«Эти галактики настолько малы, что для создания эквивалентной звездной массы нашей собственной галактики Млечный Путь нужно от 2000 до 200 000 таких галактик», — сказал Малхотра. «Но мы можем их обнаружить благодаря нашей новой технике отбора образцов в сочетании с гравитационным линзированием».

Подобные типы галактик в современной Вселенной излучают в окружающее пространство около 25% своего ионизирующего ультрафиолетового света. Если галактики с низкой массой, исследуемые Волдом и его командой, излучают подобное количество, они могут обеспечить весь ультрафиолетовый свет, необходимый для преобразования нейтрального водорода Вселенной в ионизированную форму.

Космический телескоп Джеймса Уэбба — это ведущая космическая научная обсерватория в мире. Уэбб разгадывает тайны нашей Солнечной системы, смотрит за пределы далеких миров вокруг других звезд и исследует таинственные структуры и происхождение нашей Вселенной и нашего места в ней. Вебб — это международная программа, возглавляемая NASA вместе с ее партнерами, ESA (Европейским космическим агентством) и CSA (Канадским космическим агентством).

.

• телескоп Уэбба
• Галактики