Космический телескоп обнаружил самую далекую и раннюю галактику

Новая галактика была обнаружена вместе с другой, JADES-GS-z14-1, которая находится почти так же далеко и занимает второе место в рейтинге самых ранних галактик, когда-либо замеченных человечеством.

«Эти галактики присоединяются к небольшой, но растущей популяции галактик за первые полмиллиарда лет космической истории, где мы действительно можем исследовать звездные популяции и характерные структуры химических элементов в них», — объясняет член команды и ученый из Института космологии Кавли Франческо Д'Юдженио.

Однако JADES-GS-z14-0 примечателен не только тем, насколько она удалена от Земли и так рано появилася в космосе. При ширине около 1600 световых лет в поперечнике эта галактика стала как большой и ярко.

«Размер галактики ясно доказывает, что большая часть света исходит от большого количества молодых звезд, а не от вещества, падающего на сверхмассивную черную дыру в центре галактики, из-за чего она могла бы казаться намного меньше», — рассказывает руководитель исследования JADES Дэниел Эйзенштейн.

Цель JADES — дать жизненно важное представление о том, каким образом звезды, газ и черные дыры эволюционировали в первобытных галактиках, когда Вселенная возрастом 13,8 миллиарда лет была очень молодой.

Чрезвычайная яркость обнаруженной JADES-GS-z14-0 и тот факт, что это сияние обеспечивается молодыми звездами, означают, что эта галактика представляет собой самое поразительное свидетельство быстрого формирования крупных массивных галактик в ранней Вселенной, обнаруженное на сегодняшний день.

Свет, исходящий от этих галактик на заре космической эры, имеет широкий диапазон длин волн, аналогичный свету от галактик, расположенных ближе к Млечному Пути. Сама ткань пространства расширяется, и когда свет проходит через нее, его длина волны увеличивается вместе с ним. Это приводит к тому, что свет «смещается» в красную часть электромагнитного спектра, отсюда и название этого явления – «красное смещение».

По словам астрономов, новая галактика имеет красное смещение z = 14,32, в то время как предыдущая самая удаленная галактика, JADES-GS-z13-0, имеет красное смещение z = 13,2, что указывает на то, что она существовала через 400 миллионов лет после Большого взрыва. Получается, что космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) заглянул назад во времени еще на 100 миллионов лет или около того.

Когда удаленная галактика была впервые замечена, она находилась близко к другой, более близкой к Земле. Из-за этого команда предположила, что они могут быть небесными соседями. Эта идея была развеяна в октябре 2023 года, когда команда JADES в течение пяти дней проводила глубокий анализ JADES-GS-z14-0 с помощью фильтров, специально разработанных для идентификации ранних галактик.

Галактика также удивила своих первооткрывателей, потому что ее свет еще краснее, чем ожидалось. Это происходит потому, что свет от JADES-GS-z14-0 «краснеет» из-за содержащейся в нем пыли, которая станет строительными блоками для звезд.

Другим сюрпризом стало обнаружение кислорода в JADES-GS-z14-0. Элементы тяжелее водорода и гелия образуются звездами в течение их жизни, а затем распределяются по галактикам, когда эти звезды «взрываются».

Астроном Джейк Хелтон из обсерватории Стюарда и Университета Аризоны считает, что, учитывая относительно небольшой участок неба, который JWST исследовал, чтобы найти JADES-GS-z14-0, его открытие имеет серьезные последствия для прогнозируемого количества ярких галактик, которые мы видим в ранней Вселенной.

«Вполне вероятно, что в течение следующего десятилетия с помощью JWST астрономы обнаружат множество таких светящихся галактик, возможно, даже более ранних», — заключил он.