Галактика, світло якої подолало майже 13,5 мільярдів років, щоб досягти нас, щойно підтверджено, як найдавніша галактика, знайдена на сьогодні. Вивчаючи вміст кисню в галактиці за допомогою великого міліметрового/субміліметрового масиву Атакама (ALMA), астрономи точно датували його лише 367 мільйонами років після Великого вибуху, часу, коли перші вогні у Всесвіті ще вмикалися та починалися. вільно поширюватися в просторі. Результат підтверджує спостереження, зроблені JWST, і пропонує нову інформацію про ранній Всесвіт, яка розповідає нам про походження елементів.
«Перші зображення космічного телескопа Джеймса Вебба виявили стільки ранніх галактик, що ми відчули, що повинні перевірити його результати за допомогою найкращої обсерваторії на Землі», — каже астроном Том Бакс з університету Нагоя в Японії. «Це був дуже захоплюючий час бути астрономом-спостережником, і ми могли відстежувати стан спостережень, які перевірятимуть результати JWST у реальному часі».
Галактика під назвою GHZ2/GLASS-z12 була вперше помічена JWST у липні минулого року, незабаром після того, як телескоп відкрив своє сегментоване золоте око на інфрачервоне світло Всесвіту. Листопадова стаття детально описує відкриття, датуючи галактику приблизно 350 мільйонами років після Великого вибуху, який стався приблизно 13,8 мільярда років тому.
Насправді це дивовижно, але будь-яке астрономічне відкриття є значно надійнішим, якщо його можна підтвердити за допомогою незалежного приладу. Тож команда під керівництвом Бакса та астронома Хорхе Завали з Національної астрономічної обсерваторії Японії звернулася до радіотелескопа ALMA, щоб дізнатися, що ще можна дізнатися про новонароджену галактику. Вони повернули ALMA в напрямку GHZ2/GLASS-z12 і почали шукати сигнатуру випромінювання в радіоспектрі, пов’язану з киснем.
Оскільки для утворення кисню потрібен відносно короткий час, його зазвичай використовують, щоб дізнатися більше про галактики в ранньому Всесвіті. І коли світло потрапляє в кисень, воно повторно випромінюється в певному діапазоні довжин хвиль, що призводить до яскравішої лінії в цій частині спектра.
Кожна з 66 12-метрових радіоантен, які входять до складу ALMA, була запущена в роботу, зрештою виявивши лінію випромінювання кисню поблизу положення GHZ2/GLASS-z12. Подальший аналіз і статистичні тести показали, що сигнал був справжнім і пов’язаним з галактикою.
«Спочатку ми були стурбовані незначною різницею в положенні між виявленою лінією випромінювання кисню та галактикою, яку побачив Вебб», — пояснює Бакс. «Але ми провели детальні тести на основі спостережень, щоб підтвердити, що це дійсно надійне виявлення, і його дуже важко пояснити будь-якою іншою інтерпретацією».
Дуже невелика відстань між галактикою та викидом кисню може свідчити про те, що сильні вибухи або взаємодії позбавили галактику великої кількості газу, викинувши його в міжгалактичний простір. Команда датувала свої спостереження точніше 367 мільйонами років після Великого вибуху. І, ґрунтуючись на яскравості лінії випромінювання, вони змогли зробити висновок, що галактика відносно швидко сформувала велику кількість елементів, важчих за водень і гелій.
Це дуже цікаво. Ранній Всесвіт, до появи зірок, складався здебільшого з водню з меншою кількістю гелію. Потім утворилися зірки; у своїх гарячих, щільних ядрах вони почали розбивати атоми разом, створюючи важчі елементи. Але ці елементи були замкнені всередині зірок; лише коли зірки загинули, вибухнувши вражаючими надновими, важчі елементи змогли поширюватися міжзоряним простором. Ця присутність кисню у Всесвіті на такому ранньому етапі дає нам деякі підказки щодо часу та еволюції цих перших зірок, які нам ще належить побачити безпосередньо.
«Ці глибокі спостереження ALMA надають надійні докази існування галактик протягом перших кількох сотень мільйонів років після Великого вибуху та підтверджують дивовижні результати спостережень Вебба», — каже Завала. «Робота JWST тільки почалася, але ми вже коригуємо наші моделі формування галактик у ранньому Всесвіті відповідно до цих спостережень. Об’єднана потужність Вебба та масиву радіотелескопів ALMA дає нам впевненість у розширенні наших космічних горизонтів. все ближче до світанку Всесвіту».