Космічний телескоп Джеймса Вебба став свідком світанку зірок

Провідні нотатки по Космічний телескоп Джеймса Вебба Результати раннього злиття галактик вказують на те, що зірки утворювалися швидше та ефективніше, ніж було відомо раніше, виявляючи складні зоряні скупчення та кидаючи виклик сучасним космологічним теоріям.

• Галактики та зірки розвивалися ще швидше великий вибух ніж очікувалося.
• Детальні зображення однієї з перших галактик показують, що ріст відбувався набагато швидше, ніж ми думали.

Міжнародна дослідницька група провела безпрецедентні детальні спостереження першого в історії злиття галактик. Вони припускають, що зірки еволюціонували швидше й ефективніше, ніж ми думали.

Вони використовували космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), щоб спостерігати за масивним об'єктом, яким він існував через 510 мільйонів років після Великого вибуху – приблизно 13 мільярдів років тому.

«Коли ми проводили ці спостереження, ця галактика була в 10 разів більша за будь-яку іншу галактику, відкриту в ранньому Всесвіті», — каже доктор Кіт Бойетт, науковий співробітник ASTRO 3D з ранніх галактик з Університету Мельбурна. Він є провідним автором статті, нещодавно опублікованої в Астрономія природи. Стаття включає 27 авторів з 19 установ Австралії, Таїланду, Італії, США, Японії, Данії та Китаю.

Космічний телескоп Джеймса Вебба, запущений у 2021 році, дозволяє астрономам споглядати ранній Всесвіт способами, які раніше були неможливими. Об’єкти, які виглядали як окремі точки світла через попередні телескопи, напр Космічний телескоп Хабблвиявляє свою складність.

Космічний телескоп Джеймса Вебба показує подробиці масивного злиття галактик 13 мільярдів років тому. Авторство: Astro 3D

«Дивовижно бачити потужність космічного телескопа Джеймса Вебба, який забезпечує детальний огляд галактик на краю доступного Всесвіту, повертаючись у минуле», — каже професор Мішель Трініті, керівник теми ASTRO 3D First Galaxies і керівник контракту. в Університеті Мельбурна. Професор Трініті додає: «Ця космічна обсерваторія змінює наше розуміння раннього формування галактик».

Спостереження в поточній статті показують галактику, що складається з кількох скупчень з двома компонентами в головному скупченні та довгим хвостом, що вказує на постійне злиття двох галактик у більшу галактику.

«Злиття ще не закінчилося по тому, що ми все ще бачимо два об’єкти, які, ймовірно, були відкинуті вбік під час злиття «Це говорить нам про те, що злиття є найдальшим».

Ці та інші спостереження за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба спонукають астрофізиків переглянути свої моделі ранніх років існування Всесвіту.

«Завдяки Джеймсу Веббу ми бачимо більше об’єктів у ранньому Всесвіті, ніж очікуємо побачити, і ці об’єкти також масивніші, ніж ми думали», — каже доктор Бойетт. «Наша космологія не обов’язково помилкова, але наше розуміння того, як швидко утворюються галактики, може бути таким, оскільки вони більші за розміром, ніж ми вважали можливим».

Інші стародавні галактики. Авторство: Astro 3D

Висновки команди доктора Бойєта показують, що ці галактики були здатні дуже швидко накопичувати масу шляхом злиття.

Але не тільки розмір галактик і швидкість, з якою вони ростуть, здивували доктора Бойетта. У його статті вперше описується кількість зірок, які утворюють галактики, що зливаються, ще одна деталь, яка стала можливою завдяки космічному телескопу Джеймса Вебба.

«Коли ми порівняли наш спектроскопічний аналіз із нашим зображенням, ми виявили дві різні речі, які показали нам, що кількість зірок мала, але спектроскопія говорить про дуже старі зірки». Бойетт каже. Тому що у нас не одна група зірок, а дві».

«Старі жителі були там протягом тривалого часу, і ми думаємо, що відбувається те, що злиття галактик породжує нові зірки, і це те, що ми бачимо на зображенні — нові зірки поверх старих жителів».

Більшість досліджень цих віддалених об’єктів показують дуже молоді зірки, але це тому, що молодші зірки яскравіші, і тому їх світло домінує в даних зображень. Однак космічний телескоп Джеймса Вебба дозволяє проводити такі детальні спостереження, що можна розрізнити дві групи.

«Справа в тому, що спектроскопія настільки детальна, що ми можемо побачити тонкі особливості стародавніх зірок, які насправді говорять нам про те, що там є більше, ніж ми думаємо», — каже доктор Бойетт.

«Це не зовсім дивно, оскільки ми знаємо, що протягом історії Всесвіту відбуваються піки утворення нових зірок з різних причин, і це призводить до численних популяцій.

«Але ми вперше бачимо їх на такій відстані».

Стаття має велике значення для поточного моделювання.

«Наше моделювання може створити об’єкт, схожий на той, який ми спостерігали, приблизно того ж віку, що й Всесвіт, і з приблизно такою ж масою, однак це дуже рідко, у всій моделі є лише один. Шанс спостерігати «Наші спостереження свідчать про те, що нам або дуже пощастило, або наше моделювання помилкове, і подібне трапляється частіше, ніж ми думаємо».

«На нашу думку, нам не вистачає того, що зірки формувались ефективніше, і це, можливо, потрібно змінити в наших моделях».

Довідка: «Масивна взаємодіюча галактика через 510 мільйонів років після Великого вибуху» Крістан Бойетт, Мікеле Трінті, Ніша Літокаваліт, Антонелло Калабро, Бенджамін Мета, Гвідо Робертс Борсані, Нікколо Далмазо, Лілан Янг, Паола Сантіні, Томмазо Тріо, Такер Джонс. Алейна Генрі, Шарлотта А. Мейсон, Такахіро Морішіта, Темія Нанаяккара, Намрата Рой, Чен Ван, Адріано Фонтана, Еміліано Мерлін, Марко Кастеллано, Дієго Паріс, Маруша Брадак, Метт Малкан, Данило Маркезіні, Сара Масія, Карл Глезбрук, Лаура Пінтерічі. , Ерос Ванцелла та Бенедетта Вулкані, 7 березня 2024 р. Астрономія природи.
doi: 10.1038/s41550-024-02218-7