Телескоп «Джеймс Уэбб» и радиообсерватория ALMA исследовали галактику с уникальной химией, возникшую в ранней Вселенной

Интернациональная команда учёных во главе с исследователями из Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ) совершила значительное открытие в области изучения ранних этапов развития Вселенной. Экспертам удалось обнаружить атомные переходы в галактике под названием GHZ2 (также известной как GLASS-z12), расположенной на расстоянии 13,4 миллиарда световых лет от нас.

Эта галактика впервые попала в поле зрения учёных в июле 2022 года в рамках проекта GLASS благодаря инфракрасной камере на борту телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST). Через месяц после этого, радиотелескоп ALMA подтвердил красное смещение галактики, которое превышает z = 12, классифицируя её как одну из самых древних галактических структур, известных науке.


Телескоп «Джеймс Уэбб» и радиообсерватория ALMA исследовали галактику с уникальной химией, возникшую в ранней Вселенной
Радиотелескоп ALMA точно датировал космический возраст далёкой галактики, определённой JWST как GHZ2/GLASS-z12, равный 367 миллионам лет после Большого взрыва.
Источник: NASA / ESA / CSA / T. Treu, UCLA / NAOJ / T. Bakx, Nagoya U

«Мы ориентировали свыше сорока антенн диаметром 12 метров комплекса ALMA и 6,5-метровый космический телескоп Джеймс Уэбб на участок неба, который казался полностью пустым для невооружённого глаза. В результате мы сумели зафиксировать излучение возбуждённых атомов различных элементов, включая водород и кислород, из эпохи, которую ранее никто не наблюдал», — поясняет Хорхе Завала, ведущий автор исследования и представитель Восточноазиатского центра ALMA.

Масштабные наблюдения ALMA зарегистрировали эмиссионную линию дважды ионизированного кислорода, подтверждая, что эта галактика возникла около 367 миллионов лет после Большого взрыва. При комбинации с данными NIRSpec и MIRI от телескопа, исследовательский коллектив смог детально охарактеризовать эту галактическую структуру.

Телескоп «Джеймс Уэбб» и радиообсерватория ALMA изучили галактику, родившуюся на заре Вселенной, с уникальным химическим составом
Большая миллиметровая / субмиллиметровая антенная решетка Атакамы (ALMA).
Фото: C. Padilla, NRAO / AUI / NSF

Выяснено было, что в галактике GHZ2, 13,4 миллиарда лет назад, протекали интенсивные процессы звёздообразования, происходившие в условиях, значительно отличавшихся от сегодняшних. Это сопровождается низким содержанием тяжёлых элементов по сравнению с другими исследованными галактиками, что объясняется недостатком последних в ранние периоды Вселенной.

Яркая светимость GHZ2 обусловлена звёздами III населения, массивными, горячими и кратковременными объектами, формировавшимися вскоре после Большого взрыва, преимущественно состоящими из водорода и гелия. Эти звёзды играли важнейшую роль в обогащении окружающего космического пространства веществами сложнее водорода и гелия, а также в образовании первых галактик. Галактика, масса которой во многим миллионам раз превышает массу Солнца, занимает область диаметром около 325 световых лет, что предполагает высокую плотность звёзд, аналогичную шаровым скоплениям в нашем Млечном пути.

Этот исследовательский проект представляет собой значимую веху для астрономии и космологии, приближая человечество к лучшему пониманию ранних стадий эволюции Вселенной. Изучение древней галактики GHZ2 позволило учёным получить уникальные сведения о её химическом составе и процесах звездообразования в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва, что имеет критическое значение для проверки и коррекции существующих космологических моделей, понимания возникновения первых галактических структур и сверхмассивных чёрных дыр, а также исследования химической трансформации Вселенной.

 

Источник: iXBT

Читайте также