|
Сложный химический состав в первобытной галактике
|
|
|
|
Астрономы из Университета Аризоны узнали больше об удивительно зрелой галактике, которая существовала, когда Вселенной было чуть менее 300 миллионов лет — всего 2% от ее нынешнего возраста. По словам исследователей, наблюдаемая космическим телескопом НАСА имени Джеймса Уэбба галактика, получившая название JADES—GS-z14-0, неожиданно яркая и химически сложная для объекта этой первобытной эпохи. Это дает редкую возможность заглянуть в самую раннюю главу истории Вселенной.
|
|
|
|
Результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, основаны на предыдущем открытии исследователей, о котором сообщалось в 2024 году, о том, что JADES-GS-z14-0 является самой удаленной галактикой, когда-либо наблюдавшейся. В то время как первоначальное открытие установило рекордное расстояние до галактики и ее неожиданную яркость, это новое исследование углубляет изучение ее химического состава и эволюционного состояния.
|
|
|
|
Работа была выполнена в рамках программы JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, или JADES, - крупной программы космического телескопа Джеймса Уэбба, предназначенной для изучения отдаленных галактик.
|
|
|
|
По словам Кевина Хейнлайна, соавтора нового исследования и доцента-исследователя в Калифорнийском университете в обсерватории Стюарда, это было не просто неожиданное открытие. Исследование было специально разработано для поиска отдаленных галактик, но эта галактика побила все рекорды команды, чего они не ожидали — она была невероятно яркой и имела сложный химический состав, который был совершенно неожиданным на столь раннем этапе истории Вселенной.
|
|
|
|
|
|
|
"Это не просто крошечный самородок. Она яркая и довольно протяженная для того возраста Вселенной, когда мы ее наблюдали", - сказал Хайнлайн.
|
|
|
|
"Тот факт, что мы обнаружили эту галактику в крошечной области неба, означает, что их должно быть больше", - сказал ведущий автор исследования Джейкоб Хелтон, аспирант обсерватории Стюарда. "Если бы мы осмотрели все небо, чего мы не можем сделать с помощью JWST, мы бы в конечном итоге обнаружили больше таких экстремальных объектов".
|
|
|
|
Исследовательская группа использовала множество приборов на борту JWST, включая камеру ближнего инфракрасного диапазона, или NIRCam, созданием которой руководила профессор астрономии Марсия Рике. Другой прибор на телескопе — прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI) - обнаружил нечто экстраординарное: значительное количество кислорода.
|
|
|
|
По словам Хелтона, в астрономии все, что тяжелее гелия, считается "металлом". Для получения таких металлов требуются поколения звезд. Ранняя Вселенная содержала только водород, гелий и незначительные количества лития. Но обнаружение значительного количества кислорода в галактике JADES-GS-z14-0 позволяет предположить, что звезды в галактике формировались потенциально за 100 миллионов лет до того, как это было обнаружено.
|
|
|
|
По словам Джорджа Рике, регентского профессора астрономии и старшего автора исследования, чтобы производить кислород, галактика должна была образоваться очень рано, потому что для этого должно было сформироваться целое поколение звезд. Эти звезды, должно быть, эволюционировали и взорвались как сверхновые, выделив кислород в межзвездное пространство, из которого образовались и эволюционировали новые звезды.
|
|
|
|
"Получение такого количества кислорода, какое есть в этой галактике, - это очень сложный цикл. Так что это действительно ошеломляет", - сказал Рике.
|
|
|
|
Это открытие говорит о том, что звездообразование началось даже раньше, чем предполагали ученые ранее, что отодвигает сроки, когда после Большого взрыва могли образоваться первые галактики.
|
|
|
|
Для наблюдения с помощью телескопа потребовалось примерно девять дней, в том числе 167 часов съемки NIRCam и 43 часа съемки MIRI, сфокусированной на невероятно маленьком участке неба.
|
|
|
|
Астрономам из США повезло, что эта галактика оказалась в идеальном месте для наблюдения с помощью MIRI. Если бы они направили телескоп хотя бы на долю градуса в любом направлении, они бы не получили эти важные данные в среднем инфракрасном диапазоне, - сказал Хелтон.
|
|
|
|
"Представьте себе песчинку на кончике вашей руки. Вы видите, какая она большая на небе — вот на какую величину мы смотрели", - сказал Хелтон.
|
|
|
|
Существование такой развитой галактики на столь раннем этапе космической истории служит мощным испытательным примером для теоретических моделей формирования галактик.
|
|
|
|
"Наше участие в этом проекте является результатом работы U, ведущего специалиста в области инфракрасной астрономии с середины 60-х годов, когда она только начиналась. У нас была первая крупная группа по инфракрасной астрономии в Лунной и планетарной лаборатории с Джерардом Койпером, Фрэнком Лоу и Гарольдом Джонсоном", - сказал Рике.
|
|
|
|
По мере того как люди обретают способность непосредственно наблюдать и понимать галактики, существовавшие в период зарождения Вселенной, это может дать важнейшее представление о том, как вселенная эволюционировала от простых элементов к сложному химическому составу, необходимому для жизни в том виде, в каком мы ее знаем.
|
|
|
|
"Мы живем в невероятное время в истории астрономии", - сказал Хайнлайн. "Мы можем изучать галактики, которые намного превосходят все, что когда-либо удавалось обнаружить людям, и видеть их по-разному, и по-настоящему понимать их. Это действительно волшебство".
|
|
|
|
Источник
|
