Наблюдения Уэбба подтверждают 20-летние модели галактик

Спектр покоя NIR спокойной галактики D36123 при z = 1,082. Автор: Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02391-9

Новые наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) подтвердили давнюю модель галактики, первоначально предложенную профессором Портсмутского университета в 2005 году.

Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале Nature Astronomy и разрешают давнюю дискуссию о вкладе определенных типов звезд в излучение далеких галактик, предоставляя информацию о формировании и эволюции галактик.

Профессор Клаудия Марастон из Института космологии и гравитации Портсмутского университета опубликовала свои модели в 2005 году, которые в то время вызвали споры из-за их резких отличий от существующих теорий.

Она сказала: «Мои модели, которые существенно отличались от тех, что были доступны в литературе, обсуждались годами. Мы всегда считали, что окончательным испытанием станет наблюдение за далекими галактиками с таким высоким разрешением, на которое сейчас способен JWST».

Наблюдения, ставшие возможными благодаря непревзойденной способности JWST собирать подробные инфракрасные данные, показывают, что термически пульсирующие звезды асимптотической ветви гигантов (TP-AGB) вносят более значительный вклад в свет от далеких галактик, чем считалось ранее.

Этот прорыв имеет решающее значение для понимания истинной физики галактик — когда они формируются, насколько велики и как эволюционируют.

Это имеет далеко идущие последствия для того, как астрономы рассчитывают ключевые свойства галактик, и предлагает новое понимание состава этих галактик и звезд в них.

Профессор Марастон добавил: «Впервые нам удалось увидеть полный спектр излучения этих галактик с такой точностью. Больший размер JWST и его способность обнаруживать инфракрасный свет позволяют запечатлеть эти галактики такими, какими они были 10 миллионов лет назад».

«Одна галактика была настолько массивной и яркой, что мы видели ее с лучшим разрешением, чем более близкие галактики с помощью телескопов с Земли. Сигнал был настолько четким, что мы видели подробные спектральные особенности, которые ранее было невозможно обнаружить. Он действительно демонстрировал JWST во всей красе».

Профессор астрофизики Клаудия Марастон. Автор: University of Portsmouth

Телескоп Хаббл — оптический инструмент, но JWST в три раза больше и может собирать больше излучения от более слабых источников. Это означает, что он может обнаруживать оптический и ближний инфракрасный свет, что позволяет запечатлеть эти галактики с такой давней истории.

Успех этих наблюдений дал профессору Марастон и ее коллегам больше времени для наблюдений с JWST, и вскоре они получат более масштабную программу для изучения еще 100 галактик. Она сказала: «Этот результат — личный триумф после 20 лет дебатов и дискуссий. Невероятно приятно наконец получить данные, подтверждающие модели, которые мы разработали так давно».

Профессор Марастон работала с коллегами из Нанкинского университета в Китае и Университета Париж-Сакле во Франции. Ее французский коллега Эмануэле Дадди сыграл ключевую роль в поиске важных данных о галактиках в архивах JWST. Шиин Лу была аспиранткой, которая провела сравнение моделей и данных.

Вместе они планируют усовершенствовать и улучшить модели в свете этих новых наблюдений.

Профессор Марастон сказал: «Я не наблюдатель, но увидеть, как выглядит галактика так далеко, было захватывающе. Для астрофизика увидеть такие детали — увидеть поглощение углерода, титана и натрия в деталях — было невероятно».

Больше информации: Shiying Lu et al, Strong spectral features from asymptotic giant branch stars in distant quiescent galaxies, Nature Astronomy (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02391-9

Источник: University of Portsmouth