Астрофизики подтверждают, что это самая тусклая галактика, когда-либо виденная в ранней Вселенной.

Международная исследовательская группа под руководством астрофизиков из Калифорнийского университета подтвердила существование самой слабой галактики, когда-либо наблюдаемой в ранней Вселенной. Галактика, названная JD1, является одной из самых далеких галактик, идентифицированных до сих пор, и является типичным типом галактик, которые прожигали дымку атомов водорода, оставшихся от Большого взрыва, позволяя свету проникать во Вселенную и формировать ее. в то, что существует сегодня.

Открытие было сделано с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба НАСА, и результаты опубликованы в журнале. природа.

Первый миллиард лет существования Вселенной был решающим периодом в ее эволюции. После Большого взрыва, примерно 13,8 миллиарда лет назад, Вселенная расширилась и остыла достаточно для образования атомов водорода. Атомы водорода поглощают ультрафиолетовые фотоны молодых звезд. Однако до рождения первых звезд и галактик Вселенная стала темной и вступила в период, известный как космические темные века.

Появление первых звезд и галактик спустя несколько сотен миллионов лет залило Вселенную энергичным ультрафиолетовым светом, который начал сжигать или ионизировать водородную дымку. Это, в свою очередь, позволило фотонам путешествовать в пространстве, сделав Вселенную прозрачной.

Определение типов галактик, которые доминировали в ту эпоху, получившую название эпохи реионизации, является главной задачей современной астрономии, но до разработки телескопа Уэбба у ученых не было чувствительных инфракрасных инструментов, необходимых для изучения галактик первого поколения.

«Большинство галактик в JWST до сих пор являются редкими яркими галактиками и не считаются особенно репрезентативными для молодых галактик, населявших раннюю Вселенную», — сказал Гвидо Робертс-Борсани, постдокторский исследователь Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и первый автор исследования. Таким образом, хотя они и важны, они не считаются основными факторами, которые сожгли всю эту водородную дымку.

«С другой стороны, сверхлегких галактик, таких как JD1, гораздо больше, поэтому мы считаем, что они более репрезентативны для галактик, подвергшихся реионизации, что позволяет ультрафиолетовому свету беспрепятственно путешествовать в пространстве и времени».

JD1 слишком тусклая и далекая, чтобы ее можно было изучать без мощного телескопа и помощи природы. JD1 находится за большой группой близлежащих галактик, называемых Abell 2744, чья объединенная гравитационная сила изгибает и усиливает свет от JD1, заставляя его казаться в 13 раз больше и ярче, чем в противном случае. Эффект, известный как гравитационное линзирование, подобен тому, как увеличительная линза искажает и увеличивает свет в поле зрения; Без гравитационной линзы JD1, скорее всего, пропустили бы.

Исследователи использовали спектрометр ближнего инфракрасного диапазона телескопа Уэбба, NIRSpec, для получения спектра инфракрасного света галактики, что позволило им точно определить ее возраст и расстояние от Земли, а также количество звезд и количество пыли и тяжелых обломков. . элементы, сформировавшие его за относительно короткую жизнь.

Сочетание гравитационного увеличения галактики и новых изображений, полученных с помощью другого инструмента Уэбба для работы в ближнем инфракрасном диапазоне, NIRCam, также позволило команде изучить структуру галактики с беспрецедентной детализацией и разрешением, выявив три основных скопления пыли и газа, из которых состоят звезды. . Команда использовала новые данные, чтобы проследить свет JD1 до его первоначального источника и формы, обнаружив компактную галактику, которая составляет лишь часть размера древних галактик, таких как Млечный Путь, возраст которого составляет 13,6 миллиарда лет.

Поскольку свету требуется время, чтобы добраться до Земли, JD1 выглядит таким, каким он был около 13,3 миллиарда лет назад, когда возраст Вселенной составлял всего около 4% от ее нынешнего возраста.

«До того, как телескоп Уэбба был включен всего год назад, мы не могли даже мечтать о подтверждении такой слабой галактики», — сказал Томмазо Трио, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и второй автор исследования. «Сочетание JWST и увеличительной способности гравитационного линзирования является революционным. Мы переписываем книгу о том, как галактики формировались и развивались сразу после Большого взрыва».

Исследование опубликовано в журнале природа.