Червона пляма, що ховається на фоні глибокого зображення космосу, тепер підтверджена як одна з найдавніших галактик, відомих у Всесвіті.
Її називають галактикою Мейсі, і спектроскопічний аналіз підтвердив, що космічний телескоп Джеймса Вебба спостерігав об’єкт таким, яким він з’явився лише через 390 мільйонів років після Великого вибуху . Це не так рано, як спочатку вважали вчені, але зараз це офіційно одна з найперших підтверджених галактик у Всесвіті.
За словами команди під керівництвом астронома Пабло Аррабала Харо з NOIRLab Національного наукового фонду США , результати не тільки підтверджують, що ранній Всесвіт справді набагато більш населений, ніж ми очікували , але й потребуємо обережності при аналізі спостережень JWST.
«Захоплююча річ у галактиці Мейзі полягає в тому, що вона була однією з перших далеких галактик, ідентифікованих JWST, і з цього набору вона була першою, яка була фактично підтверджена спектроскопією», — каже астроном Стівен Фінкельштейн з Техаського університету в Остіні, який назвав галактику на честь його дочки, на день народження якої галактика була відкрита минулого року .
Щоб визначити часові рамки появи галактик у ранньому Всесвіті, потрібно трохи з’ясувати.
Найкращий інструмент, який ми зараз маємо, це червоне зміщення. Оскільки Всесвіт розширюється зі швидкістю прискорення, більшість об’єктів далеко за межами нашої галактики, здається, віддаляються. Чим далі світло має подолати, щоб досягти нас, тим швидше далекий матеріал віддаляється від нас.
Це призводить до того, що світло стає розтягнутим або червоним зсувом; його довжини хвилі стають довшими, затухаючи до більш червоних частин спектру. Використовуючи літеру z для опису цього явища, астрономи використовують вимірювання червоного зсуву, щоб визначити час випромінювання світла.
JWST є потужним інструментом, який вивчає Всесвіт у цих інфрачервоних хвилях. Ось чому вчені використовують його, щоб зазирнути в ранній Всесвіт глибше, ніж ми могли це робити раніше.
Але існує більше одного способу обчислення z. Коли Фінкельштейн і його команда вперше опублікували галактику Мейзі , вони заснували свою оцінку червоного зсуву на фотометрії ; тобто яскравість світла, видимого через кілька фільтрів. Ця робота повернула оцінку z~12. Це означає, що вони вважали, що галактику спостерігали приблизно через 366 мільйонів років після Великого вибуху.
Щоб уточнити цей результат, команда використала спектроскопічний інструмент JWST, NIRSpec , який розділяє світло на різні довжини хвиль ближнього інфрачервоного діапазону для більш детального аналізу. А дані NIRSpec повернули червоне зміщення z=11,4; приблизно через 390 мільйонів років після Великого вибуху. Це означає, що світло від Галактики Мейсі подорожувало приблизно 13,4 мільярда років, перш ніж його захопив JWST.
Дослідження також розглядало дві інші ранні галактики Всесвіту, підібрані в дослідженні Cosmic Evolution Early Release Science ( CEERS ), яке дало нам Галактику Мейсі. Один із них повернув червоне зміщення, яке відповідає його фотометричній оцінці, з червоним зміщенням z=11,043; але інший був зовсім виключений.
CEERS-93316 був попередньо ідентифікований через 250 мільйонів років після Великого вибуху ( червоне зміщення z≃16,4 ), але для підтвердження потрібне подальше спектроскопічне спостереження. І спектроскопічне спостереження отримало зовсім інший червоний зсув, лише z=4,9. Це приблизно через 1,2 мільярда років після Великого вибуху.
Помилкова ідентифікація сталася через те, що вона мала три властивості, що накладаються один на одного, які імітували кольори, очікувані від галактики, поміченої на z≈16 у фотометричному аналізі.
Інші галактики також можуть потрапити в цю «потрійну зону перекриття», кажуть дослідники, вимагаючи особливого догляду за тими об’єктами, які, здається, мають особливо високі червоні зміщення.
Але все добре, що добре закінчується, що стосується CEER-93316.
«Було б справді складно пояснити, як Всесвіт міг так швидко створити таку масивну галактику», — каже Фінкельштейн .
«Тож я думаю, що це, мабуть, завжди був найімовірнішим результатом, тому що він був таким екстремальним, таким яскравим, при такому явному високому червоному зміщенні».
