Астрономи за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) виявили п’ять надзвичайно щільних протокулеподібних скупчень вздовж тонкої дуги блискучих зірок. Це відкриття може допомогти їм зрозуміти, як формувалися перші галактики.
JWST виявив п’ять протокулеподібних скупчень – рої мільйонів зірок, пов’язаних між собою гравітацією – всередині дуги Космічних Самоцвітів, галактики, яка утворилася всього через 460 млн років після Великого Вибуху. Дуга Космічних Самоцвітів отримала свою назву завдяки своєму зовнішньому вигляду: якщо дивитися з нашої Сонячної системи, ця галактика виглядає як тоненький півмісяць через потужний гравітаційний вплив галактики на передньому плані, яка збільшує і спотворює вигляд далекої галактики.
Ця галактика є найбільшою областю, яку можна було спостерігати за перші 500 млн років існування нашого Всесвіту, що дає астрономам безпрецедентне вікно в те, як ворушіння перших зірок формувало галактики під час космічного світанку. Космічний світанок – це час, що охоплює перший млрд років існування Всесвіту. Приблизно через 400 млн років після Великого вибуху розпочалася Епоха реіонізації, коли світло від зірок, що народжувалися, позбавляло водень електронів, що призвело до фундаментальної зміни структури галактик.
“Ранній Всесвіт зовсім не такий, як ми очікували, – розповіла в інтерв’ю Live Science перший автор дослідження Анжела Адамо, астроном зі Стокгольмського університету. “Галактики яскравіші, вони утворюють зірки з шаленою швидкістю, і роблять це в масивних і щільних зоряних скупченнях. Ми будуємо нове розуміння того, як формувалися ранні галактики”. Дослідники опублікували свої результати 24 червня в журналі Nature.
Коли зірки формуються, вони викидають матеріал у вигляді вітрів і струменів іонізованої плазми – процес, відомий як зоряний зворотний зв’язок. “Щоб сформувати ці 5 зоряних скупчень, ця крихітна галактика повинна була зробити це з дуже високою ефективністю”, – говорить Адамо. “Зоряний зворотний зв’язок від зірок у зоряних скупченнях повинен був бути величезним”.
Вчені відкрили дугу Космічних Самоцвітів у 2018 році за допомогою космічного телескопа Габбл. Зазвичай галактики з такого раннього часу випромінюють світло, яке є надто слабким, щоб його можна було виявити за допомогою телескопів. Але явище під назвою гравітаційне лінзування може допомогти астрономам побачити їх. Як зазначив Ейнштейн у своїй Теорії загальної відносності, гравітація – це викривлення і спотворення простору-часу в присутності матерії та енергії. Цей викривлений простір, своєю чергою, встановлює правила руху енергії та матерії.
Це означає, що навіть якщо світло рухається по прямій лінії, воно може викривлятися і посилюватися під дією гравітації. У цьому випадку галактика SPT-CL J0615-5746 знаходиться між дугою Космічних Самоцвітів і нашою Сонячною системою, викривляючи і збільшуючи світло ранньої галактики, щоб його можна було побачити в телескопи.
Спрямувавши JWST на цю область викривленого простору, астрономи спостерігали дугу Космічних Самоцвітів з безпрецедентною деталізацією, розпізнавши п’ять кулястих скупчень, розташованих всередині. Вони виявили, що скупчення були неймовірно щільними, приблизно на три порядки щільніше, ніж зореутворюючі регіони, що спостерігаються ближче до Землі. Ці скупчення є одними з перших, які коли-небудь спостерігалися. Але поки що незрозуміло, чи є вони першими, які існують, каже Адамо.
“В принципі, я б очікувала, що зореутворення відбувається у вигляді скупчень навіть у досить примітивних галактиках”, – додала вона. “Але щоб сформувати [масивні] протокулеподібні скупчення, галактика-господар повинна бути здатна створити і утримувати достатню масу газу. Тож все залежить від того, як швидко первинні галактики можуть рости”.
Щоб дізнатися більше про перші зародки космосу в цьому регіоні, дослідники проведуть спектроскопічний аналіз за допомогою JWST. Це дозволить астрономам реконструювати фізичні властивості скупчень, визначити їхній вік і простежити вплив зірок скупчень на ширшу галактику.
Читайте також:
Leave a Reply