Уэбб НАСА достиг новой вехи в поиске далеких галактик

Международная группа астрономов использовала данные космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, чтобы сообщить об открытии древнейших галактик, подтвержденных на сегодняшний день. Свету от этих галактик потребовалось более 13,4 миллиардов лет, чтобы достичь нас, поскольку эти галактики датируются менее чем 400 миллионами лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял всего 2% от ее нынешнего возраста.

Предыдущие данные Уэбба предоставили кандидатов на роль таких зарождающихся галактик. Теперь эти цели были подтверждены получением Спектральные нотыобнаруживая отчетливые, отчетливые узоры в сигнатурах света, исходящего от этих невероятно слабых галактик.

«Необходимо было доказать, что эти галактики действительно обитали в ранней Вселенной, — сказала астроном и соавтор Эмма Кертис Лейк из Хартфордширского университета в США. — Вполне возможно, что даже более близкие галактики маскировались под очень далекие галактики». .» царство. «Увидеть, как спектр развернулся, как мы и надеялись, подтверждая, что эти галактики находятся на истинном краю нашего поля зрения, а некоторые находятся дальше, чем может увидеть Хаббл! Это очень захватывающий подвиг миссии».

Наблюдения стали результатом сотрудничества ученых, которые руководили разработкой двух инструментов на борту Webb: камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и спектрорадиометра ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec).

Поиск более слабых и старых галактик был основной движущей силой этих концепций инструментов. В 2015 году группы инструментов объединились, чтобы предложить JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), амбициозную программу, посвященную чуть более одному месяцу работы телескопа в течение двух лет и предназначенную для того, чтобы обеспечить беспрецедентную глубину и детализацию ранней Вселенной. .

Джейдс Международное сотрудничество Для более чем восьмидесяти астрономов из десяти стран. «Эти результаты являются кульминацией того, почему команды NIRCam и NIRSpec объединились для реализации этой программы мониторинга», — сказала соавтор Марсия Рикам, главный исследователь NIRCam, из Аризонского университета в Тусоне.

Первый раунд наблюдений JADES был сосредоточен на области сверхглубокого поля космического телескопа Хаббл и вокруг нее. На протяжении более 20 лет этот небольшой участок неба был целью почти всех крупных телескопов, создавая исключительно чувствительный набор данных, охватывающий весь электромагнитный спектр. Теперь Webb добавляет свою уникальную ширину, обеспечивая самые мягкие и четкие изображения из когда-либо полученных.

Программа JADES началась с NIRCam, которая использовала более 10 дней миссии для наблюдения за полем в девяти различных инфракрасных цветах, создавая великолепные изображения неба. Область в 15 раз больше, чем самые глубокие инфракрасные изображения, полученные космическим телескопом Хаббла, но она глубже и четче на этих длинах волн. Изображение имеет только размер человека, если смотреть на него с расстояния в милю. Тем не менее, он изобилует почти 100 000 галактик, каждая из которых была обнаружена в какой-то момент своей истории, миллиарды лет назад.

Впервые мы открыли галактики только через 350 миллионов лет после .большой взрыви мы можем быть вполне уверены в их замечательных расстояниях», — сказал соавтор Брант Робертсон из Калифорнийского университета в Санта-Круз, который является членом научной группы NIRCam.

На этих изображениях галактики находятся в ранняя вселенная Их можно отличить по красноречивому аспекту их многоволновых цветов. Длина волны света увеличивается по мере расширения Вселенной, и свет, исходящий от этих меньших галактик, увеличился в 14 раз.

Астрономы ищут слабые галактики, которые можно увидеть в инфракрасном диапазоне, но свет которых внезапно обрывается на критической длине волны. Положение границы в спектре каждой галактики смещается из-за расширения Вселенной. Команда JADES отсканировала фотографии Уэбба в поисках этих особых кандидатов.

Затем они использовали инструмент NIRSpec в течение одного периода наблюдения, охватывающего три дня, в общей сложности 28 часов сбора данных. Команда собрала свет от 250 более тусклых галактик, что позволило астрономам изучить узоры, отпечатанные в спектре атомами в каждой галактике. Это привело к точному измерению красного смещения каждой галактики и выявило свойства газа и звезд в этих галактиках.

«Это, безусловно, самые слабые инфракрасные спектры из когда-либо зарегистрированных», — сказал астроном и соавтор Стефано Карньяни из Scuola Normale Superiore в Италии. «Это показывает то, что мы надеялись увидеть: точное измерение длины волны света из-за межгалактического рассеяния водорода».

Четыре из изученных галактик являются особенно особенными, так как было обнаружено, что они находятся в беспрецедентно ранней эре. Результаты предоставили спектроскопическое подтверждение того, что эти четыре галактики находятся на красных смещениях выше 10, в том числе две на красном смещении 13. Это соответствует времени, когда Вселенной было около 330 миллионов лет, что устанавливает новые рубежи в поисках далеких галактик. Эти галактики очень слабые из-за их большого расстояния от нас. Астрономы теперь могут исследовать их свойства благодаря замечательной чувствительности Уэбба.

Астроном и соавтор Сандро Текила из Кембриджского университета в Великобритании объяснил: «Трудно понять галактики, не понимая начальные периоды их эволюции. Как и в случае с людьми, многое из того, что происходит позже, зависит от влияния этих ранних поколений». звезд. Много вопросов о галактики Мы ждали возможности преобразования Уэбба, и мы очень рады возможности сыграть свою роль в раскрытии этой истории».

В 2023 году JADES продолжит детальное изучение другого поля, сосредоточенного на культовом глубоком поле Хаббла, а затем вернется к сверхглубокому полю для еще одного раунда глубоких изображений и спектрального анализа. Многие кандидаты в этой области ожидают спектральных исследований, и уже утверждены сотни часов дополнительного времени.