Наблюдения Webb подтверждают модели галактик 20-летней давности

Новые наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) подтвердили модель галактик, существовавшую несколько десятилетий и предложенную профессором Портсмутского университета в 2005 году.

Результаты исследований опубликованы сегодня в журнале Nature Astronomy и разрешают давние споры о вкладе определенных типов звезд в излучение далеких галактик, давая представление о формировании и эволюции галактик.

Профессор Клаудия Марастон из Института космологии и гравитации Портсмутского университета опубликовала свои модели в 2005 году, которые в то время вызвали споры из-за их разительного отличия от существующих теорий.

Она говорит: «Мои модели, которые сильно отличались от имеющихся в литературе, обсуждались годами. Мы всегда считали, что окончательную проверку дадут наблюдения за далекими галактиками с таким высоким разрешением, на которое сейчас способен JWST».

Наблюдения, ставшие возможными благодаря беспрецедентной способности JWST получать подробные инфракрасные данные, показали, что термически пульсирующие звезды асимптотико-гигантской ветви (TP-AGB) вносят более значительный вклад в свет далеких галактик, чем считалось ранее.

Это открытие имеет решающее значение для понимания истинной физики галактик — когда они формируются, насколько они велики и как они эволюционируют.

Оно имеет далеко идущие последствия для того, как астрономы рассчитывают ключевые свойства галактик, и предлагает новое понимание состава этих галактик и звезд в них.

Профессор Марастон добавил: «Мы впервые смогли увидеть полный спектр излучения этих галактик с такой точностью. Увеличенный размер JWST и его способность обнаруживать инфракрасное излучение позволяют запечатлеть эти галактики в том виде, в каком они появились 10 миллионов лет назад».

«Одна галактика была настолько массивной и светящейся, что мы видели ее с лучшим разрешением, чем более близкие галактики на телескопах с Земли. Сигнал был настолько четким, что мы увидели детальные спектральные особенности, которые раньше было невозможно обнаружить. Это действительно продемонстрировало JWST во всей его красе».

Телескоп «Хаббл» — оптический прибор, но JWST в три раза больше и может собирать больше излучения от более слабых источников. Это означает, что он может обнаружить оптический и ближний инфракрасный свет, что позволяет запечатлеть эти галактики столь давнего времени.

Успех этих наблюдений позволил профессору Марастон и ее коллегам получить больше времени для наблюдений на JWST, и вскоре они получат более масштабную программу для изучения еще 100 галактик. Она говорит: «Этот результат — личный триумф после 20 лет споров и обсуждений. Невероятно приятно получить данные, которые подтверждают модели, разработанные нами так давно».

Профессор Марастон работала с коллегами из Нанкинского университета в Китае и Университета Париж-Сакле во Франции. Ее французский коллега, Эмануэль Дадди, сыграл ключевую роль в поиске важнейших данных о галактиках в архивах JWST. Шиинг Лу (Shiying Lu) — аспирант, проводивший сравнение моделей и данных.

Вместе они планируют доработать и улучшить модели в свете этих новых наблюдений.

Профессор Марастон сказал: «Я не наблюдатель, но то, как выглядит галактика на таком расстоянии, захватывает дух. Для астрофизика увидеть эти детали — увидеть поглощение углерода, титана и натрия в деталях — было невероятно».

Профессор Марастон подчеркивает, что данные, полученные с помощью JWST, открывают новые горизонты для исследования структуры и динамики далеких галактик. Она считает, что текущие результаты позволят астрономам пересмотреть или даже переписать некоторые существующие теории о формировании звезд и звездообразовании. Благодаря возможности наблюдать химию этих далёких объектов, ученые могут более точно определить эволюционные пути галактик, что, в свою очередь, даст ключ к пониманию процессов, происходящих в первые миллиарды лет после Большого Взрыва.

Команда профессора Марастон также планирует исследовать, как различные виды звезд взаимодействуют друг с другом в рамках галактического контекста. Важно понять, как такие взаимодействия влияют на рост и изменения в светимости галактик. Понимание этих процессов может помочь астрономам предсказать, как галактики будут выглядеть в будущем, а также выявить экзопланеты и условия для возможной жизни в других частях Вселенной.

Таким образом, достижения, полученные с помощью JWST, служат важным шагом к более глубокому пониманию нашей Вселенной и потенциала будущих исследований в космологии. Исследования, основанные на этих результатах, могут привести к многим новым открытиям, которые расширят границы астрономии.