Горизонтальный раскол посередине. Слева: тысячи перекрывающихся объектов разбросаны по скоплению галактик на разных расстояниях. Поле внизу справа увеличено в правой половине. Центральный овал обозначает галактику Firefly Sparkle — линию с 10 точками разных цветов. Изображения предоставлены: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, К. Уиллотт (NRC-Канада), Л. Моула (Колледж Уэллсли), К. Айер (Колумбия)
Впервые космический телескоп имени Джеймса Уэбба NASA/ESA/CSA обнаружил и «взвесил» галактику, которая не только существовала примерно через 600 миллионов лет после Большого взрыва, но и имела массу, подобную нашей галактике Млечный Путь, и могла быть на той же стадии эволюции.
Другие галактики, открытые Уэббом на этом этапе истории Вселенной, значительно более массивны. Эта галактика, получившая прозвище «Светлячок», может похвастаться звездными скоплениями (всего их десять), каждое из которых исследователи подробно исследовали. Их работа опубликована в журнале Nature.
«Я не думал, что можно будет разделить галактику, существовавшую так рано во Вселенной, на такое множество различных компонентов, не говоря уже о том, чтобы выяснить, что ее масса была аналогична массе нашей собственной галактики, когда она находилась в процессе формирования. », — сказал он Ламия Моула, соавтор статьи и доцент колледжа Уэлсли в Массачусетсе. «В этой крошечной галактике происходит так много всего, включая множество различных фаз звездообразования».
Уэбб смог получить достаточно детальное изображение галактики по двум причинам. Одним из них является преимущество космоса: массивное скопление галактик на переднем плане радикально улучшило внешний вид далекой галактики благодаря естественному эффекту, известному как гравитационное линзирование. А в сочетании со специализацией телескопа в получении изображений инфракрасного света с высоким разрешением Уэбб предоставил беспрецедентные новые данные о содержимом галактики.
«Без преимущества гравитационного линзирования мы не смогли бы рассмотреть эту галактику», — сказал Картейк Айер, соавтор и научный сотрудник НАСА Хаббла в Колумбийском университете в Нью-Йорке. «Мы знали, что этого следует ожидать, исходя из современной физики, но удивительно, что мы действительно это увидели».
Моулу, открывшего галактику на изображении Уэбба, привлекли ее яркие звездные скопления, поскольку сверкающие объекты обычно указывают на то, что они чрезвычайно комковаты и сложны. Поскольку галактика выглядит как «искорка» или рой светлячков теплой летней ночью, они назвали ее галактикой «Светлячок».
Реконструкция внешнего вида галактики
Исследовательская группа смоделировала, как бы выглядела галактика, если бы ее изображение не было растянуто с помощью гравитационного линзирования, и обнаружила, что она напоминает вытянутую каплю дождя. Два звездных скопления висят вверху и восемь внизу. «Наша реконструкция показывает, что скопления активно формирующихся звезд окружены рассеянным светом других неразрешенных звезд», — сказал Айер. «Эта галактика буквально находится в процессе объединения».
Данные Уэбба показывают, что галактика Firefly Sparkle гораздо меньше и относится к категории галактик с малой массой. Ему потребуются миллиарды лет, чтобы достичь полного веса и четкой формы. «Большинство других галактик, которые показал нам Уэбб, не увеличены и не вытянуты, и мы не можем увидеть их «строительные блоки» по отдельности. «С Firefly Sparkle мы являемся свидетелями того, как галактика собирается по кирпичикам», — сказал Моула.
Вытянутый и сияющий, готовый к тщательному анализу
Поскольку изображение галактики искажено в виде длинной дуги, исследователи легко смогли идентифицировать десять различных звездных скоплений, излучающих большую часть света галактики. Здесь они показаны в оттенках розового, фиолетового и синего. Эти цвета на изображениях Уэбба и подтверждающие их спектры подтвердили, что звездообразование в этой галактике произошло не сразу, а, скорее, происходило в шахматном порядке.
«Эта галактика имеет разнообразную популяцию звездных скоплений, и примечательно, что мы можем видеть их по отдельности на столь раннем этапе существования Вселенной», — сказал Крис Уиллотт из Национального исследовательского совета Канады, соавтор и руководитель программы наблюдений. Следователь. «Каждое звездное скопление проходит разные фазы формирования или эволюции».
Проецируемая форма галактики показывает, что ее звезды не образовали центральную выпуклость или тонкий сплющенный диск, что является еще одним свидетельством того, что галактика все еще формируется.
Firefly Sparkle представляет собой увеличенную гравитацией дугу с красным смещением zspec = 8,296 ± 0,001, сгруппированную в скопление MACS J1423.8 + 2404. Фото предоставлено: Природа (2024 г.). DOI: 10.1038/s41586-024-08293-0
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
«Светящиеся» спутники
Исследователи не могут предсказать, как эта неорганизованная галактика будет строиться и обретать форму в течение миллиардов лет, но команда подтвердила, что есть две галактики, которые «висят» в узком радиусе и могут влиять на то, как они формируются в течение миллиардов лет. годы.
Светлячок Спаркл находится всего в 6500 световых годах от своего первого компаньона, а второй спутник — на расстоянии 42 000 световых лет друг от друга. Для сравнения: полностью сформировавшийся Млечный Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет — в него поместились бы все три. Мало того, что ее спутники очень близки друг к другу, исследователи также предполагают, что они вращаются вокруг друг друга.
Каждый раз, когда одна галактика проходит мимо другой, газ конденсируется и охлаждается, позволяя новым звездам образовываться в сгустки, которые увеличивают массу галактик. «Давно было предсказано, что галактики в ранней Вселенной сформировались в результате последовательных взаимодействий и слияний с другими меньшими галактиками», — сказал Ёсихиса Асада, соавтор и аспирант Киотского университета в Японии. «Мы могли увидеть этот процесс в действии».
«Это лишь первая из многих галактик такого типа, которые JWST обнаружит, поскольку мы только начинаем использовать эти космические микроскопы», — добавила член команды Маруша Брадач из Университета Любляны в Словении.
«Подобно тому, как микроскопы позволяют нам видеть пыльцевые зерна растений, невероятное разрешение Уэбба и увеличивающая сила гравитационного линзирования позволяют нам видеть крошечные кусочки внутри галактик. Наша команда сейчас анализирует все ранние галактики, и все результаты указывают в одном направлении: нам еще предстоит узнать гораздо больше о том, как формировались эти ранние галактики.
Исследование команды основывалось на данных канадского объективного кластерного исследования NIRISS (CANUCS) Уэбба, которое включает изображения в ближнем инфракрасном диапазоне от NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) и спектры от массива микрозатворов на борту NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона). Данные CANUCS намеренно охватывают поле, полученное космическим телескопом «Хаббл» НАСА в рамках кластерного линзирования и исследования сверхновых в рамках программы «Хаббл».
Информация от: Европейским космическим агентством
