Две разные группы астрономов обнаружили кислород в самой далёкой из известных галактик, JADES-GS-z14-0. Это открытие, о котором сообщается в двух отдельных исследованиях, стало возможным благодаря Большой миллиметровой/субмиллиметровой антенной решётке Атакама (ALMA), партнёром которой является Европейская южная обсерватория (ESO). Это рекордное открытие заставляет астрономов переосмыслить то, как быстро формировались галактики в ранней Вселенной.
JADES-GS-z14-0, обнаруженная в прошлом году, является самой удалённой из когда-либо найденных галактик: она находится так далеко, что её свету потребовалось 13,4 миллиарда лет, чтобы добраться до нас. Это означает, что мы видим её такой, какой она была, когда Вселенной было менее 300 миллионов лет, то есть около 2% от её нынешнего возраста. Новое обнаружение кислорода с помощью ALMA, массива телескопов в чилийской пустыне Атакама, позволяет предположить, что галактика гораздо более химически зрелая, чем ожидалось.
"Это все равно что найти подростка там, где вы ожидали увидеть только детей", - говорит Сандер Шоус, кандидат наук Лейденской обсерватории, Нидерланды, и первый автор проведенного голландцами исследования, которое теперь принято к публикации в Astrophysical Journal. "Результаты показывают, что галактика сформировалась очень быстро и также быстро созревает, добавляя к растущему количеству доказательств того, что формирование галактик происходит намного быстрее, чем ожидалось".
Обычно галактики начинают свою жизнь, наполненные молодыми звёздами, которые состоят в основном из лёгких элементов, таких как водород и гелий. По мере эволюции звёзды создают более тяжёлые элементы, такие как кислород, которые после их смерти рассеиваются по галактике. Исследователи считали, что Вселенная в возрасте 300 миллионов лет была ещё слишком молодой, чтобы в ней были галактики, богатые тяжёлыми элементами. Однако два исследования ALMA показывают, что в JADES-GS-z14-0 примерно в 10 раз больше тяжёлых элементов, чем ожидалось.
"Я был поражен неожиданными результатами, потому что они открыли новый взгляд на первые фазы эволюции галактик", - говорит Стефано Карниани из Высшей нормальной школы Пизы, Италия, и ведущий автор статьи, принятой к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics. "Доказательства того, что галактика уже является зрелой в младенческой Вселенной, поднимают вопросы о том, когда и как образовались галактики".
Обнаружение кислорода также позволило астрономам значительно повысить точность измерения расстояния до JADES-GS-z14-0. «Обнаружение ALMA позволяет чрезвычайно точно измерить расстояние до галактики с погрешностью всего 0,005 процента. «Такой уровень точности — аналогичный точности в 5 см на расстоянии 1 км — помогает нам лучше понять свойства далёких галактик», — добавляет Элеонора Парланти, аспирантка Высшей нормальной школы Пизы и автор исследования по астрономии и астрофизике [1].
«Хотя галактика была изначально обнаружена с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, именно ALMA подтвердила и точно определила её огромное расстояние», — [2] говорит доцент Ричард Бувенс, член команды Лейденской обсерватории. «Это демонстрирует удивительную синергию между ALMA и JWST в раскрытии формирования и эволюции первых галактик».
Гергё Поппинг, астроном ESO в Европейском региональном центре ALMA, который не принимал участия в исследованиях, говорит: «Я был очень удивлён, обнаружив кислород в JADES-GS-z14-0. Это говорит о том, что галактики могут формироваться после Большого взрыва быстрее, чем считалось ранее. Этот результат демонстрирует важную роль ALMA в изучении условий, в которых формировались первые галактики в нашей Вселенной».
Примечания
[1] Астрономы используют измерение, известное как красное смещение, для определения расстояния до очень далёких объектов. Предыдущие измерения показали, что галактика JADES-GS-z-14-0 находилась на расстоянии от 14,12 до 14,4 световых лет. Теперь обе команды, обнаружив кислород, уточнили, что красное смещение составляет около 14,18.
[2] Космический телескоп «Джеймс Уэбб» — совместный проект НАСА, Европейского космического агентства (ЕКА) и Канадского космического агентства (КАСА).
Источник истории:
Материалы, предоставленные ESO. Примечание: контент может быть отредактирован с учетом стиля и объема.