Астрономы наблюдают самую большую выборку галактик, удаленных от нас более чем на 12 миллиардов световых лет

Группа 15, близлежащая группа, видимая на расстоянии 1,5 миллиарда световых лет, показывает зрелую форму галактических ассоциаций в современной Вселенной — наблюдаемую через 12,3 миллиарда лет после начала космического времени. Автор: ESA/Webb, NASA & CSA, G. Gozaliasl, A. Koekemoer, M. Franco, K. Virolainen.

Самая большая выборка групп галактик, когда-либо обнаруженных, была представлена группой международных астрономов, использующих данные с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) в области неба, называемой COSMOS Web. Исследование знаменует собой важную веху во внегалактической астрономии, предоставляя беспрецедентные знания о формировании и эволюции галактик и крупномасштабной структуре Вселенной.

Заглядывая назад во времени, когда Вселенная была моложе, чем Земля сейчас, изображения охватывают период от примерно 12 миллиардов лет назад до 1 миллиарда лет назад. Новый каталог изображений, который скоро будет опубликован в журнале Astronomy and Astrophysics, включает около 1700 групп галактик. Впечатляющее изображение исследовательской группы скопления галактик, находящегося на расстоянии более 6 миллиардов световых лет, будет представлено как фотография месяца Европейским космическим агентством (ESA) с 29 апреля.

«Мы можем фактически наблюдать некоторые из первых галактик, образовавшихся во Вселенной», — говорит Гассем Гозалиасл из Университета Аалто и глава группы по обнаружению групп галактик, которая руководила исследованием. «Мы обнаружили 1678 групп галактик или протоскоплений — крупнейшую и самую глубокую выборку групп галактик, когда-либо обнаруженную — с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. С помощью этой выборки мы можем изучать эволюцию галактик в группах за последние 12 миллиардов лет космического времени».

Космический телескоп Джеймса Уэбба начал работу в 2022 году. Самый большой телескоп в космосе, его более высокое разрешение и большая чувствительность позволили астрономам видеть дальше и лучше, чем когда-либо прежде. Поскольку свет распространяется с конечной скоростью, чем дальше находится объект, тем дальше во времени наше его изображение. Наблюдая очень слабые, очень далекие галактики — самые слабые галактики в этом наборе данных в 1 миллиард раз тусклее, чем может видеть человеческий глаз, — команда получила представление о том, как выглядели галактики в ранней Вселенной.

Группы и скопления галактик — это богатые среды, заполненные темной материей, горячим газом и массивными центральными галактиками, в которых часто находятся сверхмассивные черные дыры, объясняет Гозалиасль. «Сложные взаимодействия между этими компонентами играют решающую роль в формировании жизненных циклов галактик и управлении эволюцией самих групп и скоплений. Раскрывая более полную историю этих космических структур, мы можем лучше понять, как эти процессы повлияли на формирование и рост как массивных галактик, так и крупнейших структур во Вселенной».

Космическая семейная история

«Как и люди, галактики объединяются и создают семьи», — объясняет Гозалиасль. «Группы и скопления действительно важны, потому что внутри них галактики могут взаимодействовать и сливаться, что приводит к трансформации структуры и морфологии галактик. Изучение этих сред также помогает нам понять роль темной материи, обратную связь от сверхмассивных черных дыр и тепловую историю горячего газа, заполняющего пространство между галактиками».

Поскольку новый каталог включает наблюдения, охватывающие период от одного миллиарда до двенадцати миллиардов лет назад, ученые могут сравнивать некоторые из самых ранних структур во Вселенной с относительно современными, чтобы узнать больше о группах галактик и их эволюции.

Изучение истории групп галактик также может помочь астрономам понять, как гигантские, самые яркие групповые галактики (BGG) в их центрах образуются посредством повторяющихся слияний — область, подробно исследованная в нескольких недавних публикациях Гозалиасла.

«Когда мы смотрим очень глубоко во вселенную, галактики имеют более неправильную форму и формируют много звезд. Ближе к нашему времени звездообразование становится тем, что мы называем «замороженным» — галактики имеют более симметричные структуры, такие как эллиптические или спиральные галактики. Действительно захватывающе наблюдать, как формы меняются с течением космического времени. Мы можем начать решать так много вопросов о том, что произошло во Вселенной и как эволюционировали галактики», — говорит Гозалиасль.

Больше информации: Greta Toni et al, The COSMOS-Web deep galaxy group catalog up to z=3.7, Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: 10.1051/0004-6361/202553759

Источник: Aalto University