Космический телескоп «Джеймс Уэбб» сдвигает границы наблюдаемой Вселенной ближе к Большому взрыву

Космический телескоп «Джеймс Уэбб», принадлежащий NASA, ESA и Канадской космической службе, в очередной раз превзошёл сам себя, выполнив своё обещание раздвинуть границы наблюдаемой Вселенной и приблизить нас к заре космоса, обнаружив яркую галактику, существовавшую через 280 миллионов лет после Большого взрыва.

«Благодаря Уэббу мы можем видеть дальше, чем когда-либо прежде, и это совсем не похоже на то, что мы предполагали. Это одновременно и сложно, и увлекательно», сказал Рохан Найду из Института астрофизики и космических исследований Кавли при Массачусетском технологическом институте (MIT), ведущий автор статьи о галактике MoM-z14.

Из-за расширения Вселенной, вызванного тёмной энергией, при таком большом расстоянии становится сложно говорить о физических расстояниях и о том, что было «много лет назад». С помощью прибора NIRSpec (спектрографа ближнего инфракрасного диапазона) телескопа «Уэбб» астрономы подтвердили, что у MoM-z14 космологическое красное смещение составляет 14,44, то есть его свет путешествовал через (расширяющееся) пространство, растягиваясь и «смещаясь» в сторону более длинных и красных волн, примерно 13,5 из 13,8 миллиарда лет существования Вселенной.

«Мы можем оценить расстояние до галактик по снимкам, но очень важно провести более детальную спектроскопию, чтобы мы точно знали, что видим и когда видим это», — сказал Паскаль Ош из Женевского университета в Швейцарии, один из руководителей исследования.

Интригующие особенности

MoM-z14 — одна из растущей группы удивительно ярких галактик в ранней Вселенной. По данным исследовательской группы, их в 100 раз больше, чем предсказывали теоретические исследования до запуска «Уэбба».

«Между теорией и наблюдениями, связанными с ранней Вселенной, растёт пропасть, что ставит перед нами серьёзные вопросы, требующие дальнейшего изучения», — сказал Джейкоб Шен, научный сотрудник Массачусетского технологического института и член исследовательской группы.

Одно из мест, где исследователи и теоретики могут искать ответы, — это старейшая популяция звёзд в галактике Млечный Путь. В небольшом проценте этих звёзд обнаружено высокое содержание азота, которое также наблюдается в некоторых ранних галактиках, обнаруженных «Уэббом», в том числе в MoM-z14.

«Мы можем обратиться к археологии и взглянуть на эти древние звёзды в нашей галактике как на окаменелости ранней Вселенной, за исключением того, что в астрономии нам повезло иметь «Уэбб», который видит так далеко, что мы можем получить прямую информацию о галактиках того времени. Оказывается, мы наблюдаем некоторые из тех же особенностей, например необычное обогащение азотом», — сказал Найду.

Поскольку галактика MoM-z14 возникла всего через 280 миллионов лет после Большого взрыва, у поколений звёзд не было достаточно времени, чтобы произвести такое большое количество азота, как ожидали астрономы. По мнению исследователей, одна из теорий заключается в том, что плотная среда ранней Вселенной привела к появлению сверхмассивных звёзд, способных производить больше азота, чем любые другие звёзды, наблюдаемые в локальной Вселенной.

Галактика MoM-z14 также демонстрирует признаки рассеивания густого первичного водородного тумана ранней Вселенной в окружающем её пространстве. Одной из причин создания «Уэбба» было определение временных рамок этого периода «рассеивания» в космической истории, который астрономы называют реионизацией. В это время первые звёзды излучали свет с достаточно высокой энергией, чтобы прорваться сквозь плотный водородный газ ранней Вселенной и начать распространяться в пространстве, в конечном счёте достигнув «Уэбба» и нас. Галактика MoM-z14 даёт ещё одну подсказку для составления хронологии реионизации — работы, которая была невозможна до тех пор, пока «Уэбб» не приоткрыл завесу над этой эпохой Вселенной.

Наследие открытий продолжается

Ещё до запуска «Уэбба» появились намёки на то, что в ранней Вселенной произошло нечто непредвиденное, когда НАСА/ЕКА космический телескоп «Хаббл» обнаружили яркую галактику GN-z11 через 400 миллионов лет после Большого взрыва. «Уэбб» подтвердил расстояние до галактики — на тот момент самое большое из всех известных. С тех пор «Уэбб» продолжает продвигаться всё дальше и дальше в пространстве и времени, обнаруживая всё больше удивительно ярких галактик, таких как GN-z11.

По мере того как «Уэбб» продолжает открывать всё больше таких неожиданно ярких галактик, становится ясно, что первые несколько не были случайностью. «Это невероятно захватывающее время: «Уэбб» открывает нам раннюю Вселенную, как никогда раньше, и показывает, как много ещё предстоит открыть» — добавила Ицзя Ли, аспирантка Университета штата Пенсильвания и член исследовательской группы.

На изображении:

Широкий обзор глубокого космоса, усеянного множеством маленьких галактик и несколькими звёздами на переднем плане, которые образуют шесть дифракционных пиков. Одна галактика выделена увеличенным изображением в графическом выпадающем окне в правом нижнем углу. Галактика обозначена как MoM-z14 и выглядит как размытое жёлтое пятно с небольшой красной областью в верхней части

Источник: vk.com

Комментарии: