Уэбб обнаружил «странную» галактику с газом, затмевающим ее звезды

Недавно обнаруженная галактика GS-NDG-9422 выглядит как слабое размытие на этом снимке NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) космического телескопа Джеймса Уэбба. Это может помочь астрономам лучше понять эволюцию галактик в ранней Вселенной. Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, Alex Cameron (Oxford)

Открытие «странной» и беспрецедентной галактики в ранней Вселенной может «помочь нам понять, как началась космическая история», говорят астрономы.

GS-NDG-9422 (9422) была обнаружена примерно через миллиард лет после Большого взрыва и выделялась тем, что имела странную, никогда ранее не наблюдавшуюся световую сигнатуру, указывающую на то, что ее газ затмевает свои звезды.

Исследователи утверждают, что «совершенно новое явление» имеет большое значение, поскольку оно может оказаться недостающим звеном в фазе галактической эволюции между первыми звездами Вселенной и знакомыми, устоявшимися галактиками.

Этот экстремальный класс галактик был обнаружен космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), совместным проектом космических агентств США, Европы и Канады, который был разработан для того, чтобы заглянуть в прошлое, к началу Вселенной.

Его открытие было обнародовано в исследовательской статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Моей первой мыслью, когда я взглянул на спектр галактики, было: «Это странно», и именно для этого и был разработан телескоп Уэбба: обнаружить совершенно новые явления в ранней Вселенной, которые помогут нам понять, как началась космическая история», — сказал ведущий исследователь доктор Алекс Кэмерон из Оксфордского университета.

Это сравнение данных Уэбба с предсказанием компьютерной модели подчеркивает ту же наклонную особенность, которая впервые привлекла внимание ведущего исследователя Алекса Кэмерона. Нижний график сравнивает то, что астрономы ожидали бы увидеть в «типичной» галактике, где свет исходит преимущественно от звезд (белая линия), с теоретической моделью света, исходящего от горячего туманного газа, затмевающего звезды (желтая линия). Автор: NASA, ESA, CSA, Leah Hustak (STScI)

Кэмерон связался с коллегой доктором Харли Кацем, теоретиком, чтобы обсудить странные данные. Работая вместе, их команда обнаружила, что компьютерные модели космических газовых облаков, нагретых очень горячими, массивными звездами, до такой степени, что газ светился ярче звезд, почти идеально соответствовали наблюдениям Уэбба.

«Похоже, что эти звезды должны быть намного горячее и массивнее, чем те, что мы видим в локальной Вселенной, что имеет смысл, поскольку ранняя Вселенная имела совершенно иную среду», — сказал Кац из Оксфорда и Чикагского университета.

В локальной вселенной типичные горячие, массивные звезды имеют температуру в диапазоне от 70 000 до 90 000 градусов по Фаренгейту (от 40 000 до 50 000 градусов по Цельсию). По данным команды, в галактике 9422 есть звезды горячее 140 000 градусов по Фаренгейту (80 000 градусов по Цельсию).

Исследователи подозревают, что галактика находится в середине короткой фазы интенсивного звездообразования внутри облака плотного газа, которое производит большое количество массивных, горячих звезд. Газовое облако подвергается воздействию стольких фотонов света от звезд, что оно светится чрезвычайно ярко.

Помимо своей новизны, явление затмения звездного газа туманностью интригует еще и тем, что оно было предсказано в окружении звезд первого поколения во Вселенной, которые астрономы классифицируют как звезды населения III.

Это изображение галактики GS-NDG-9422, полученное с помощью инструмента NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) космического телескопа Джеймса Уэбба, представлено со стрелками компаса, масштабной линейкой и цветовой шкалой для справки. Автор: NASA, ESA, CSA, STScI, Alex Cameron (Oxford)

«Мы знаем, что в этой галактике нет звезд населения III, потому что данные Уэбба показывают слишком большую химическую сложность. Однако ее звезды отличаются от тех, с которыми мы знакомы, — экзотические звезды в этой галактике могут быть руководством для понимания того, как галактики перешли от первичных звезд к типам галактик, которые мы уже знаем», — сказал Кац.

На данный момент галактика 9422 является одним из примеров этой фазы развития галактики, поэтому есть еще много вопросов, на которые нужно ответить. Являются ли эти условия обычными для галактик в этот период времени или редким явлением? Что еще они могут нам рассказать о еще более ранних фазах эволюции галактик?

Кэмерон, Кац и их коллеги-исследователи сейчас идентифицируют больше галактик, чтобы добавить их к этой популяции и лучше понять, что происходило во Вселенной в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва.

«Это очень волнующее время — иметь возможность использовать телескоп Уэбба для исследования этого времени во Вселенной, которое когда-то было недоступным», — сказал Кэмерон. «Мы только в начале новых открытий и понимания».

Источник: Royal Astronomical Society