Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) возможно вновь побил рекорд, поскольку ученые предполагают, что он мог зафиксировать самые древние галактики во Вселенной. Пять кандидатов расположены на столь огромных дистанциях, что самую удалённую из них видят такой, какой она была всего спустя 200 миллионов лет после Большого взрыва. Свет от этих объектов преодолел путь к Земле длиной в 13,6 миллиардов лет. Вследствие расширения вселенной, эти галактики в настоящее время находятся на расстоянии около 34 миллиардов световых лет.
До данного открытия, выполненного в рамках проекта «Галактическое наследие инфракрасного оптического обзора» (GLIMPSE), самой удалённой галактикой, наблюдаемой с помощью телескопа, была JADES-GS-z14-0, фиксированная во времена, когда Вселенной было примерно 280 миллионов лет. Новые галактики будут официально названы после подтверждения, однако, вероятно, все получат префикс «GLIMPSE» в честь исследования, в котором были обнаружены.
Источник: Robert Lea (Canva) / Kokorev et al 2024
«Точно определить возраст этих галактик и установить момент их образования трудно, однако мы всё ближе к первому поколению галактик, так как у нас остается лишь около 150 миллионов лет для их формирования», — поясняет член команды, управляющей открытием, Хаким Атик, научный сотрудник Института астрофизики в Париже. Он добавил, что «эти наблюдения в конечном итоге накладывают строгие ограничения на допустимые физические процессы в наших моделях Вселенной».
Ранние галактики, как эти пять новых кандидатов, характеризуются как «галактики с высоким красным смещением» или «высокие z». JWST регулярно обнаруживает галактики со степенью красного смещения от z = 10 до z = 14. Самая ранняя подтверждённая галактика, JADES-GS-z14-0, имеет красное смещение z = 14.2. Тем не менее, у пяти новых потенциальных галактик красное смещение варьируется от z = 16 до z = 18.
Лидер команды Василий Кокорев из Университета Техаса объяснил, что нахождение этих галактик подтверждает тренд обнаружения телескопом более ярких и компактно сгруппированных галактик в ранней Вселенной на высоких красных смещениях, чем было ожидалось до начала передачи данных с телескопа летом 2022 года.
«Нахождение такого большого количества галактик с высоким z в одной зоне о чем-то говорит нам: их плотность выше, чем мы ожидали увидеть. Объекты, которые мы нашли, также соответствуют новой теории преобладания ярких галактик на высоком z. Это потенциально одни из самых молодых галактик, замеченных нами до сих пор», — сообщил Кокорев.
Источник: NASA, ESA & L. Calçada
Открытие этих пяти кандидатов в галактики стало возможным благодаря самым глубоким наблюдениям, когда-либо произведённым в рамках проекта GLIMPSE. Первые результаты из проекта были достигнуты благодаря галактическому кластеру Abell S1063, находящемуся на расстоянии около 4 миллиардов световых лет от нас. Кластер послужил вспомогательным аспектом благодаря феномену гравитационного линзирования, предсказанному Альбертом Эйнштейном.
Когда свет от объекта проходит поблизости сильного искривления пространства-v времени, вызванного массивным телом, его траектория также подвергается искривлению. Это означает, что, достигая JWST с разных путей через гравитационную линзу, пять галактик GLIMPSE могут попадать на телескоп в разное время. Данное явление известно как гравитационное линзирование, поскольку оно увеличивает видимость удаленных объектов. JWST использует это явление для регистрации древних галактик, которые были бы недоступны для наблюдения без гравитационного линзирования.
Несмотря на мощь JWST, эти галактики остаются слишком тусклыми, чтобы рассмотреть их в деталях. «Для глубинного исследования их характеристик необходимо провести спектральный анализ. На данный момент мы знаем, что эти объекты весьма тусклы поначалу, особенно по сравнению с недавними обнаружениями JWST на высоких z», — отметил Кокорев.
Для Атика одним из самых захватывающих аспектов открытого является то, что со временем эти галактики могут развиться в необычно яркие объекты, такие, какие телескоп наблюдал в период, когда Вселенной было от 300 до 400 миллионов лет.
На вопрос о возможности JWST обнаружить ещё более ранние галактики, чем эти пять кандидатов, Атик не уверен, что это возможно. «JWST обладает потенциалом для обнаружения даже более ранних галактик, но это зависит от их числа, плотности и яркости, которые зависят от процессов формирования галактик», — добавил он.
Кокорев отметил, что обнаружение ещё более ранних и слабых галактик может потребовать около 450 часов наблюдений с JWST (на проект GLIMPSE приходится всего 150 часов), и он считает, что это вряд ли произойдет в ближайшее будущее. «Теоретически, да, можно найти даже более ранние и удалённые галактики. Однако они будут ещё более тусклыми и немногочисленными, что сделает их чрезвычайно сложными для обнаружения», — заключил он.
Источник: iXBT
