Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил двух кандидатов в очень яркие галактики, существовавшие в первые несколько миллионов лет жизни Вселенной. Если открытия подтвердятся в ходе будущих спектроскопических наблюдений, то это будет означать, что существует еще не обнаруженная популяция очень активно формирующих звезды галактик при значениях красного смещения z более 10. Статья опубликована в Astrophysical Journal Letters.
Одной из наиболее важных проблем в современной астрономии остается поиск ответов на вопросы о том, когда и как образовались первые галактики во Вселенной и каким образом они могли эволюционировать. Ранее, благодаря космическим телескопам «Хаббл» и «Спитцер», ученые могли наблюдать галактики до значения красного смещения z=12, а с появлением «Джеймса Уэбба» эта граница отодвинулась вплоть до z=20, что дает возможность искать и исследовать очень древние галактики. В частности, одной из интересных задач для астрономов является поиск ярких галактик до z∼10 для определения временных рамок начала звездообразования в них. Кроме того, подобные галактики лучше всего подходят для спектроскопических исследований.
Группа астрономов во главе с Роханом Найду (Rohan P. Naidu) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики сообщила об открытии двух кандидатов в очень далекие галактики, получившие обозначение GLASS-z10 и GLASS-z12. Ученые занимались анализом фотометрических данных глубоких полей неба, наблюдавшихся инструментом NIRCam «Джеймса Уэбба» по программам GLASS и CEERS на длинах волн от 1 до 5 микрометров.
Открытие любопытно тем, что о нем исследователи сообщали в формате препринта еще в июле этого года, однако тогда результаты анализа носили предварительный характер. На тот момент галактики обладали обозначениями GLASS-z13 (z=13,1) и GLASS-z11 (z=10,9), а GLASS-z13 считалась кандидатом в самую далекую галактику. В обновленной версии статьи, вышедшей в журнале, свойства галактик были уточнены, а GLASS-z13 уже перестала быть потенциально самой далекой галактикой из-за обнаружения других кандидатов в подобную систему.
Абсолютная звездная величина найденных источников в ультрафиолетовом диапазоне составляет −21, новое значение фотометрического красного смещения для GLASS-z12 составляет z=12,4, а для GLASS-z10 — 10,4, что соответствует возрасту Вселенной на моменты их существования в 450 и 350 миллионов лет, соответственно. Они тусклее, чем ранее обнаруженные кандидаты в очень далекие галактики HD1 и GN-z11.
Звездная масса галактик ограничена значением в один миллиард масс Солнца, что сравнимо с GN-z11. Галактики можно описать моделями дискообразных галактик с эффективными радиусами 1630 (для GLASS z-12) и 2300 (для GLASS z-10) световых лет.
Это открытие подтверждает идею о том, что обнаружение GN-z11 не было случайностью и существует популяция галактик со звездной массой около миллиарда масс Солнца, которые начали формировать звезды спустя около 100 миллионов лет после Большого Взрыва и накопили большую массу звезд до отметки в 300–400 миллионов лет после Большого взрыва. Оба объекта пока что остаются в статусе кандидатов в галактики и будут целями для будущих спектроскопических наблюдений.
Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» обнаружил слишком много дисковых галактик в относительно ранней Вселенной.