Коли Космічний телескоп імені Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope, JWST) розпочав наукову діяльність, одним із його перших завдань було спостереження за найдавнішими галактиками у Всесвіті. Ці спостереження виявили величезну популяцію активних галактичних ядер (active galactic nuclei, AGN), які астрономи прозвали «Маленькими червоними цятками» («Little Red Dots», LRD) через їх малий вигляд та насичений червоний відтінок. На основі вимірювань червоного зміщення, за оцінками, ці AGN існували лише через 0,6—1,6 мільярда років після Великого Вибуху (13,2—12,2 мільярдів років тому). Вивчення цих об՚єктів вже привело до деяких новаторських відкриттів про ранній Всесвіт.
До таких належать нові уявлення про те, як надмасивні чорні діри (supermassive black holes, SMBD) утворилися невдовзі після Великого Вибуху та як темна матерія могла вплинути на формування ранніх галактик. Завдяки новому набору зображень, отриманих за допомогою камери середнього інфрачервоного діапазону (Mid-Infrared Imager, MIRI), JWST надав перші спостережні дані про «Надглибоке поле Габбла» (Hubble Ultra Deep Field, HUDF) в довгохвильовому інфрачервоному світлі. Це поле містить кілька LRD. Як пояснила міжнародна група науковців у статті, опублікованій в журналі Astronomy & Astrophysics, ці зображення дають нове розуміння того, як сформувалися найдавніші галактики у Всесвіті понад 13 мільярдів років тому.
Дослідження виконували науковці Європейського консорціуму MIRI, міжнародної організації, до якої входять багато астрономів з таких установ, як Інститут астрономії імені Макса Планка (Max-Planck-Institute for Astronomy, MPIA) та MPI з радіоастрономії (MPI for Radioastronomy, MPIfR), Центр астробіології (Centro de Astrobiología, CAB), Центр космічного світанку (Cosmic Dawn Center, DAWN), Інститут Нільса Бора (Niels Bohr Institute, DARK), Центр позагалактичної астрономії (Centre for Extragalactic Astronomy), Астрономічний інститут Каптейна (Kapteyn Astronomical Institute), Інститут фізики елементарних частинок та астрофізики (Institute of Particle Physics and Astrophysics), Центр астрономічних технологій Великобританії (UK Astronomy Technology Center), Науковий інститут космічного телескопа (Space Telescope Science Institute, STScI) та Європейське космічне агентство (European Space Agency, ESA).
Цю світлину створено за даними з камер MIRI та NIRcam телескопа JWST щоб отримати кольорове зображення «Надглибокого поля Габбла». Зелений, помаранчевий та червоний відтінки — це дані від MIRI. Вони показують найчервоніші галактики та зорі в полі зору камери. Європейське космічне агентство обрало цей знімок як «Зображення місяця» за серпень. Авторські права на зображення: ESA/Webb, NASA & CSA, Й. Естлін (G. Östlin), П. Ґ. Перес-Ґонсалес (P. G. Perez-Gonzalez), Дж. Меліндер (J. Melinder), колаборація JADES, колаборація MIDIS, М. Замані (M. Zamani) з ESA/Webb. Фото з сайту https://esawebb.org/images/potm2507a/.
Дослідження було виконано в рамках вивчення глибоких зображень MIRI (MIRI Deep Imaging Survey, MIDIS) — кампанії з повторних спостережень культового «Надглибокого поля Габбла» (Hubble Ultra Deep Field, HUDFD). Спостереження HUDFD тривали майже 100 годин, що є найдовшим на сьогодні спостереженням позагалактичного поля, яке виконував «Вебб» з одним фільтром. Ці спостереження надали важливу інформацію про те, як і коли формуються зорі в найдавніших галактиках, тоді як у попередніх спостереженнях вимірювали лише світло новонароджених зір у цих галактиках.
Йоран Естлін (Göran Östlin), професор астрономії Стокгольмського університету та провідний автор дослідження, пояснив у прес-релізі ESA:
«На зображеннях ми можемо побачити найдальші відомі нам галактики. Унікальність наших спостережень полягає в тому, що вони виконані в інфрачервоному світлі середньої довжини хвилі та з надзвичайно довгим часом експозиції, близьким до 100 годин. Це дає нам змогу вивчати надзвичайно далекі галактики. Вони випромінювали своє світло понад 13 мільярдів років тому, на початку Всесвіту.»
Для свого дослідження наукова група вивчила дані MIRI, щоб отримати фотометрію та червоні зміщення близько 2500 джерел світла, переважна більшість з яких були далекими галактиками. Ці дані можуть привести до оцінок кількості зір, що утворилися невдовзі після Великого Вибуху. А це дасть змогу астрономам вивчити, як еволюціонували перші галактики у Всесвіті. Це також може відкрити дослідникам шлях до вивчення галактик, що містять велику кількість міжзоряного пилу (також відомих як «пилові галактики»). Такі галактики можуть містити зародки великих чорних дір і видимі лише в інфрачервоному світлі.
Ці висновки можуть допомогти з՚ясувати питання щодо того, як ці галактики та їхні центральні чорні діри виросли до спостережуваних розмірів так швидко після Великого Вибуху. Коли астрономи вперше спостерігали за цими галактиками, вони виявили, що спостереження суперечать передбаченням в рамках найприйнятніших космологічних моделей. Ці моделі припускали, що ранні галактики та зародки надмасивних чорних дір не мали б достатньо часу, щоб вирости до спостережуваних розмірів. У цьому відношенні спостереження «Вебба» спричинили суттєвий перегляд наших знань про народження галактик та космічних структур.
Єнс Меліндер (Jens Melinder), астроном Стокгольмського університету та співавтор статті, стверджує, що ці останні відкриття проллють світло на цю та інші космологічні таємниці:
«MIRI дозволяє нам бачити крізь завісу пилу та спостерігати, що міститься позаду нього. Спостерігаючи за цим типом галактик, ми можемо зрозуміти, як швидко утворювалися важчі елементи, з яких складається пил, у ранньому Всесвіті, і як еволюціонували надмасивні чорні діри, оточені кільцем гарячого пилу. Ми надали абсолютно нові дані, які в майбутньому будуть використані дослідниками, що вивчають еволюцію галактик та формування перших галактик. HUDF — це настільки неймовірно добре спостережувана частина нічного неба, що є дуже цінним зробити наші зображення доступними. Ми очікуємо, що багато хто їх використовуватиме.»
За інф. з сайту www.universetoday.com
