Космічний телескоп Вебба фіксує приголомшливе злиття галактик і квазарів у далекому Всесвіті

Міжнародна дослідницька група під керівництвом Італійського національного інституту астрофізики (INAF) змогла використати космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), щоб зафіксувати надзвичайну подію у далекому Всесвіті: драматичну взаємодію між квазаром і двома масивними супутниками. галактик в системі PJ308-21.

Це видатне відкриття дає нове уявлення про ріст галактик у ранньому Всесвіті та дає змогу зазирнути в процеси, які формували Всесвіт у роки його становлення.

Спостереження взаємодії між квазаром і галактикою

У вересні 2022 року буде запущено проект JWST Спектрометр ближнього інфрачервоного діапазону (NIRSpec) я помітив Система PJ308-21Недавнє дослідження виявило безпрецедентні подробиці про злиття цього квазара з галактикою. Квазар, який знаходиться в галактиці, яка існувала, коли Всесвіту було менше мільярда років, спостерігали з дивовижною точністю.

Прилад NIRSpec зафіксував спектр квазара з похибкою менше 1% на піксель, що дозволило дослідникам вивчити фізичні властивості газу всередині. Головна галактика квазара І галактики, які його супроводжують. Цей високий рівень деталізації надав безцінні дані, які допомагають зрозуміти ранні етапи формування галактик і роль квазарів у цьому процесі.

Висока металічність і зореутворення

Головна галактика PJ308-21 демонструє високу металічність і фотонні умови, типові для Активне галактичне ядро (AGN), в той час як одна з місячних галактик демонструє низьку металічність і фотоіонізацію в результаті утворення зірок. Друга галактика-супутник, яка була частково фотоіонізована квазаром, також демонструє високу металічність.

Ці спостереження підтверджують, що і квазар, і зірка Навколишні галактики Нещодавнє дослідження показало, що чорні діри в центрі квазарів із високим червоним зміщенням і галактик, які їх містять, зазнають високоефективного та бурхливого зростання вже в перший мільярд років історії Всесвіту, чому сприяє насичене галактичне середовище, в якому утворюються ці джерела. .

Інноваційні методики детального аналізу

Спостереження проводилися в рамках одного з дев’яти проектів під керівництвом Італії в рамках першого циклу спостережень Джеймс ВеббКоманда використовувала інтегровану польову спектроскопію, яка дозволила їм спостерігати весь спектр оптичного діапазону кожного пікселя на зображенні.

Ця методика дозволила досліджувати різні газові індикатори та їхні властивості. Іонізоване міжзоряне середовищевключаючи металічність, затемнення пилу, електронну густину, температуру та швидкість утворення зірок.

Федеріка Лояконо, астрофізик і науковий співробітник Національний інститут економічних дослідженьВін підкреслив важливість цих спостережень: «Завдяки NIRSpec ми вперше можемо вивчити оптичну смугу в системі PJ308-21, яка багата дорогоцінними діагностичними даними про властивості газу поблизу чорної діри в галактиці. квазар і в навколишніх галактиках можна побачити, наприклад, «випромінювання атомів водню та їхнє порівняння з хімічними елементами, які утворюються зірками, щоб визначити, наскільки газ у галактиках багатий на метали».

Розширений аналіз даних

Дані, зібрані в результаті цих спостережень, дозволили дослідникам глибоко заглибитися в умови та процеси, що відбуваються в… Це ранні галактикиВивчаючи лінії випромінювання різних елементів, команда змогла визначити властивості іонізованого міжзоряного середовища, такі як джерело та інтенсивність іонізуючого світлового випромінювання, рівні металевості, а також щільність і температуру електронів.

Цей детальний аналіз дає чіткішу картину фізичних умов У галактиках «І те, як він взаємодіє з квазаром у своєму центрі, забезпечило стратегічну перевагу для італійської спільноти в управлінні подібними даними. з інших програм”, – сказав Лояконо.

Наслідки для загальної історії

Здатність так детально вивчати хімічний склад і фізичні властивості галактик має глибокі наслідки для нашого розуміння космічної історії та хімічної еволюції галактик. Дані зібрані Джеймс Вебб Це дозволяє астрономам скласти карту збагачення металів у галактиках, яке спостерігалося, коли Всесвіт був ще в зародковому стані.

«Ще кілька років тому дані про збагачення металів (що є важливим для розуміння хімічної еволюції галактик) були майже невловними, особливо на таких відстанях», — зазначив Роберто ДеКарлі спостережень, навіть у «Галактиках, які ми спостерігали, коли Всесвіт був у зародковому стані».

Це здатність вимірювати та аналізувати хімічні властивості Ранні галактики Вона відкриває нові горизонти для розуміння процесів, які керують їх формуванням і розвитком.

Трансформуючий вплив космічного телескопа Джеймса Вебба

Результати цього дослідження не тільки проливають світло на ранній ріст і розвиток Галактики і чорні діри Але це також показує трансформаційний вплив розширених можливостей космічного телескопа Джеймса Вебба.

Космічний телескоп Джеймса Вебба Висока чутливість у ближньому та середньому інфрачервоному спектрі забезпечує безпрецедентну точність у спостереженні за віддаленими об’єктами, дозволяючи збирати докладні дані, які раніше були недоступні. «Ця робота стала справжньою емоційною подорожжю, пов’язаною з необхідністю розробки інноваційних рішень для подолання початкових труднощів у скороченні даних», — поділився ДіКарлі, підкреслюючи проблеми та успіхи дослідницького процесу.

люблю Джеймс Вебб Космічний телескоп Хаббл продовжує спостерігати за Всесвітом і, як очікується, відкриє нові новаторські відкриття, які поглиблять наше розуміння Всесвіту та фундаментальних процесів, які сформували його еволюцію.