Скопление галактик MACS-J0417.5-1154 настолько массивно, что искажает ткань пространства-времени и искажает внешний вид галактик позади него — эффект, известный как гравитационное линзирование. Это природное явление увеличивает далекие галактики, а также может привести к тому, что они появятся несколько раз на одном изображении, как это видно на снимке, сделанном космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА. Две далекие взаимодействующие галактики — спиральная галактика, видимая спереди, и пыльная красная галактика, видимая сбоку — появляются несколько раз, рисуя на небе знакомую форму. Активное звездообразование и удивительно неповрежденная спиральная форма галактики, видимая спереди, указывают на то, что взаимодействие этих галактик только начинается. Изображения предоставлены: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, В. Эстрада-Карпентер (Университет Святой Марии).
Прошло 7 миллиардов лет, и пик звездообразования во Вселенной начинает замедляться. Как мог выглядеть тогда наш Млечный Путь? Астрономы, использующие космический телескоп имени Джеймса Уэбба НАСА, нашли подсказку в форме космического вопросительного знака, являющегося результатом редкого расположения на протяжении световых лет. Исследование было опубликовано в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
«Мы знаем только о трех или четырех случаях появления подобных конфигураций гравитационных линз в наблюдаемой Вселенной. Вот почему эта находка настолько интересна, поскольку она демонстрирует силу феномена Уэбба и предполагает, что теперь мы можем найти их еще больше», — сказал он. астроном Гийом Деспре из Университета Святой Марии в Галифаксе, Новая Шотландия, член команды, представившей результаты Уэбба.
Хотя эта область ранее наблюдалась с помощью космического телескопа Хаббл НАСА, только с помощью Уэбба стала видна пыльная красная галактика, образующая интригующую форму вопросительного знака. Это связано с тем, что длины волн света, обнаруженные Хабблом, улавливаются космической пылью, в то время как более длинные волны инфракрасного света могут проникать и обнаруживаться инструментами Уэбба.
Астрономы использовали оба телескопа для наблюдения за скоплением галактик MACS-J0417.5–1154, которое действует как увеличительное стекло, поскольку скопление настолько массивно, что искажает ткань пространства и времени. Это позволяет астрономам увидеть улучшенную детализацию гораздо более далеких галактик за скоплением. Однако те же гравитационные эффекты, которые увеличивают галактики, также вызывают искажения, в результате чего галактики кажутся размазанными по небу дугами и даже появляются несколько раз. Эти оптические иллюзии в космосе называются эффектами гравитационного линзирования.
Красная галактика, открытая Уэббом, а также спиральная галактика, с которой она взаимодействует и ранее обнаруженная Хабблом, увеличены и искажены необычным образом. Это требует особого, редкого выравнивания между далекими галактиками, линзой и наблюдателем – то, что астрономы называют гиперболическим пупочным гравитационным линзированием.
Это объясняет пять изображений пары галактик, видимых на изображении Уэбба, четыре из которых соответствуют кончику вопросительного знака. Точка вопросительного знака — это независимая галактика, которая с нашей точки зрения оказалась в нужном месте и пространстве-времени.
Широкий угол обзора: Скопление галактик MACS-J0417.5-1154 настолько массивно, что искажает ткань пространства-времени и искажает внешний вид галактик позади него — эффект, известный как гравитационное линзирование. Это природное явление увеличивает далекие галактики, а также может заставить их появляться несколько раз на одном изображении, как это видно на снимке, сделанном космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА. Две далекие взаимодействующие галактики — спиральная галактика, видимая спереди, и пыльная красная галактика, видимая сбоку — появляются несколько раз, рисуя на небе знакомую форму. Активное звездообразование и удивительно неповрежденная спиральная форма галактики, видимая спереди, позволяют предположить, что взаимодействие этих галактик только начинается. Изображения предоставлены: НАСА, ЕКА, CSA, STScI, В. Эстрада-Карпентер (Университет Святой Марии).
Помимо создания тематического исследования способности инструмента Webb NIRISS (ближне-инфракрасного изображения и безщелевого спектрографа) обнаруживать места звездообразования в галактике, удаленной на миллиарды световых лет, исследовательская группа также не могла не подчеркнуть форму знак вопроса.
«Это выглядит просто круто. Я увлекся астрономией в детстве из-за таких невероятных изображений», — сказал астроном Марцин Савицкий из Университета Святой Марии, один из ведущих исследователей команды.
«Знание того, когда, где и как происходит звездообразование в галактиках, имеет решающее значение для понимания того, как галактики развивались на протяжении всей истории Вселенной», — сказал астроном Висенте Эстрада-Карпентер из Университета Святой Марии, который также изучает использованные ультрафиолетовые данные Хаббла. в виде инфракрасных данных телескопа Уэбб, чтобы показать, где в галактиках формируются новые звезды. Результаты показывают, что звездообразование широко распространено в обеих галактиках. Спектральные данные также подтвердили, что недавно обнаруженная пылевая галактика находится на том же расстоянии, что и спиральная галактика, видимая спереди, и что они, вероятно, начинают взаимодействовать друг с другом.
«Обе галактики в паре со знаками вопроса демонстрируют активное звездообразование в нескольких компактных областях, вероятно, в результате столкновения газа из двух галактик», — сказал Эстрада-Карпентер. «Однако форма ни одной из галактик не кажется слишком возмущенной, поэтому мы, вероятно, наблюдаем начало их взаимодействия друг с другом».
«Эти галактики, которые мы видели миллиарды лет назад, когда звездообразование было на пике, имеют массу, аналогичную массе Млечного Пути того времени. Уэбб позволяет нам изучить, какими были подростковые годы нашей собственной галактики», — сказал Савицкий.
Изображения и спектры Уэбба в этом исследовании взяты из канадского объективного кластерного исследования NIRISS (CANUCS).
