By 
Детальні фотографії однієї з перших галактик показують, що ріст у ранньому Всесвіті відбувався набагато швидше, ніж вважалося спочатку. Зараз астрономи переживають плідний період відкриттів, досліджуючи багато таємниць раннього Всесвіту.
Успішний запуск космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST), наступника космічного телескопа Хаббл NASA, розсунув межу того, що ми можемо побачити.
Спостереження зараз входять у перші 500 мільйонів років після Великого вибуху, коли вік Всесвіту був менше п’яти відсотків від його поточного віку. Для людей цей час поставив би Всесвіт твердо на стадію малюка. Проте галактики, які ми спостерігаємо, безумовно, не є інфантильними. Нові спостереження виявляють галактики більш масивні та зрілі, ніж очікувалося раніше для таких ранніх часів, допомагаючи переписати наше розуміння формування та еволюції галактик.
Наша міжнародна дослідницька група нещодавно провела безпрецедентно детальні спостереження однієї з найдавніших відомих галактик – Gz9p3, яка тепер опублікована в Nature Astronomy.
Її назва походить від колаборації Glass (назва нашої міжнародної дослідницької групи) і факту, що галактика має червоне зміщення z=9,3, де червоне зміщення є одним зі способів описати відстань до об’єкта – отже, G і z9p3. Лише пару років тому Gz9p3 з’явився як єдина точка світла через космічний телескоп Хаббла . Але за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба ми могли спостерігати цей об’єкт таким, яким він був через 510 мільйонів років після Великого вибуху , приблизно 13 мільярдів років тому.
Ми виявили, що Gz9p3 набагато масивніший і зріліший, ніж очікувалося для такого молодого Всесвіту, який уже містить кілька мільярдів зірок. На сьогодні це наймасовіший об’єкт, підтверджений з того часу, він, за підрахунками, у 10 разів масивніший за будь-яку іншу галактику, знайдену на початку Всесвіту.
У сукупності ці результати свідчать про те, що для того, щоб галактика досягла такого розміру, зірки повинні розвиватися набагато швидше та ефективніше, ніж ми думали спочатку.
Найвіддаленіше злиття галактик у ранньому Всесвіті
Цей Gz9p3 не тільки масивний, але і його складна форма одразу визначає його як одне з найперших злиттів галактик, які коли-небудь спостерігали.
JWST-зображення галактики демонструє морфологію, яка зазвичай пов’язана з двома взаємодіючими галактиками. І злиття не закінчилося, тому що ми все ще бачимо дві складові.
Коли два масивні об’єкти з’єднуються таким чином, вони фактично відкидають частину матерії в процесі. Отже, ця відкинута речовина свідчить про те, що ми спостерігали, це одне з найвіддаленіших злиттів, які будь-коли бачили. Далі наше дослідження було розглянуто глибше, щоб описати популяцію зірок, які утворюють галактики, що зливаються. Використовуючи JWST, ми змогли вивчити спектр галактики, розділивши світло так само, як призма розділяє біле світло на веселку.
Якщо використовувати тільки зображення, більшість досліджень цих дуже віддалених об’єктів показують лише дуже молоді зірки, тому що молодші зірки яскравіші, і тому їх світло домінує в даних зображення.
Наприклад, молода яскрава популяція, спричинена злиттям галактик, віком менше кількох мільйонів років, затьмарює старішу популяцію, якій уже більше 100 мільйонів років. Використовуючи техніку спектроскопії, ми можемо проводити настільки детальні спостереження, що можна розрізнити дві популяції.
Нові моделі раннього Всесвіту
Така зріла старша популяція не очікувалася, враховуючи те, як ранні зірки повинні були сформуватися, щоб достатньо постаріти до цього космічного часу. Спектроскопія настільки детальна, що ми можемо побачити тонкі особливості старих зірок, які говорять нам, що там є більше, ніж ви думаєте.
Специфічні елементи, виявлені в спектрі (включаючи кремній, вуглець і залізо), показують, що ця старша популяція повинна існувати, щоб збагатити галактику великою кількістю хімічних речовин. Дивує не лише розмір галактик, а й швидкість, з якою вони виросли до такого хімічно зрілого стану.
Ці спостереження свідчать про швидке й ефективне накопичення зірок і металів одразу після Великого вибуху, пов’язане з постійним злиттям галактик, демонструючи, що масивні галактики з кількома мільярдами зірок існували раніше, ніж очікувалося.
Comments