Джеймс Уэбб видит сквозь космическую пыль невиданные ранее звезды в NGC 7496

В первые дни работы мегателескопа ученые сообщали о новых захватывающих открытиях, касающихся галактик, звезд, экзопланет и даже нашей Солнечной системы.

«Самое глубокое» изображение космоса, полученное космическим телескопом Джеймса Уэбба, изменило то, как мы смотрим на вселенную и изучаем космос.

На изображении были видны тысячи галактик на миниатюрном участке неба, свет которого усиливался центральным скоплением галактик.

Оглядываясь назад во времени

JWST часто хвалят за его способность видеть первые галактики и звезды в ранней Вселенной. На Рождество 2021 года телескоп был запущен и теперь находится на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли. Он уже открыл самую далекую и самую раннюю из когда-либо обнаруженных галактик.

В первый год работы JWST более запланировано 200 научных программ. Две группы независимо друг от друга обнаружили то, что сейчас считается самой далекой галактикой во Вселенной, и это было обнаружено, когда они отдельно анализировали наблюдения для обзора GLASS.

Одну группу возглавил Рохан Найду из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Массачусетсе, а Марко Кастеллано возглавил другую в Астрономической обсерватории Рима. Две группы определили две галактики, которые появились более чем через 300 миллионов лет после Большого взрыва, и одну так далеко, что ее обнаружил JWST, поскольку она излучала свет через 400 миллионов лет после Большого взрыва.

Несмотря на их чрезвычайно малый размер, возможно, в 100 раз меньше, чем Млечный Путь, обе галактики быстро формируют звезды и имеют массу, которая в 1 миллиард раз больше, чем у нашего Солнца — больше, чем ожидается для таких молодых галактик. Есть даже свидетельства очевидной дискообразной структуры в одной из молодых галактик. Чтобы узнать их характеристики, будут проведены дополнительные исследования их света.

Участник исследования Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Ребекка Ларсон из Техасского университета в Остине говорит, что еще одна программа ранней вселенной обнаружила «невероятно далекие галактики».

К настоящему времени Ларсон и ее коллеги открыли несколько галактик за первые 500 миллионов лет, хотя они до сих пор не представили свои результаты в статье.

Самое глубокое изображение Вселенной — кладезь научных данных, а более ранние галактики скрываются в представленном президентом Байденом изображении скопления галактик.

Это скопление, известное как SMACS 0723, настолько тяжелое, что искажает свет далеких объектов, делая их видимыми. По словам исследователей, изображение увеличивает 16 удаленных галактик, возраст которых еще не определен.

Телескоп рассмотрел одну далекую галактику на снимке, пятно света 700 миллионов лет после Большого Взрыва. В галактике JWST обнаружил тяжелые элементы, такие как кислород, с помощью своего спектрографа.

Используя телескоп, ученые надеются обнаружить, что даже в более ранних галактиках отсутствуют тяжелые элементы, что указывает на то, что эти галактики содержат только звезды населения III, самые ранние и самые большие звезды во Вселенной. В процессе взрыва эти звезды образовывали более тяжелые элементы, такие как кислород, и выбрасывали их во Вселенную.

NGC 7496

JWST уже предоставил ученым ценные данные о структуре и эволюции галактик.

NOIRLab в Аризоне, которой руководит Дженис Ли, ищет места образования молодых звезд в галактиках. Используя JWST, команда Ли наблюдала за галактикой NGC 7496, удаленной на 24 миллиона световых лет, которая ранее была скрыта во тьме из-за густой пыли и газа, окружающих ее молодые области звездообразования.

Однако JWST может обнаруживать инфракрасный свет, отражающийся от пыли, что позволяет ему исследовать момент, когда звезды включились и в их ядрах произошел ядерный синтез. Что предлагает JWST, так это беспрецедентный обзор галактик.

Она отметила, что под наблюдением JWST NGC 7496 внезапно начинает оживать и показывает каналы, в которых формируются звезды. NGC 7496 — обычная галактика, а не галактика-ребенок. «Это просто феноменально», — сказала она.

NGC 7496 находится в двадцати четырех миллионах световых лет от Земли и представляет собой спиральную галактику с перемычкой, определяемую характерными спиральными рукавами в центре и перемычкой, проходящей через центр.

Галактический диск притягивает звезды к более плотной области из-за неравномерной плотности.

Газ направляется внутрь к центрам этих перемычек, которые считаются областями с богатым звездообразованием. Таким образом, хорошо видимые спирали, такие как NGC 7496, представляют собой превосходные лаборатории для изучения рождения звезд.

По сравнению с изображениями Хаббла изображения Уэбба выглядят совсем по-другому — и это хорошо. Существует разница в световом режиме между двумя телескопами. В отличие от Хаббла, который в основном видит оптические волны, Уэбб видит инфракрасные волны, что позволяет ему улавливать свет, затененный пылью и газом. Уэбб может видеть новорождённые звёзды, которые скрыты внутри газа, собранного Хабблом.