Вселенная полна тайн и одной из них является то, как галактики рождаются, растут и меняются со временем. Мы знаем, что галактики - это скопления звезд, газа, пыли и темной материи, но мы не знаем, как именно они формировались и изменялись на протяжении всей космической истории. Чтобы ответить на эти вопросы, астрономам необходимо заглянуть в прошлое и понаблюдать за галактиками на разных этапах их жизни.
Одним из самых мощных инструментов для решения этой задачи является космический телескоп имени Джеймса Уэбба, который по сути является гигантской инфракрасной обсерваторией, которая была запущена в 2021 году и сейчас находится на орбите Солнца на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли. "Уэбб" предназначен для наблюдения за самыми слабыми и удаленными объектами Вселенной, в том числе за первыми звездами и галактиками, возникшими после Большого взрыва.
Но "Уэбб" не ограничивается изучением древнего прошлого. Он также изучает галактики, которые находятся относительно близко к нам, но все еще достаточно далеко, чтобы показать нам, как они выглядели миллиарды лет назад. Это так называемые "галактики-подростки", которые образовались в промежутке от 2 до 10 миллиардов лет после Большого взрыва. Эти галактики переживают бурный и захватывающий период своей жизни, когда они формируют новые звезды, сливаются с другими галактиками, развивают свои формы и структуры.
Одним из проектов "Уэбба" по исследованию этих подростковых галактик является CECILIA, что означает «Химическая эволюция, определяемая ионизированными линиями в межзвездных сияниях». Этот проект возглавляет Эллисон Стром, астрофизик из Северо-Западного университета США, которая с помощью "Уэбба" изучает химический состав этих галактик, чтобы понять, как на них влияют окружающая среда.
CECILIA использует метод, называемый спектроскопией, который анализирует свет галактик и выявляет элементы и молекулы, присутствующие в них. Измеряя количество и распределение этих элементов, Стром и ее команда могут сделать вывод о свойствах и процессах, происходящих в галактиках, таких как скорость звездообразования, металличность, содержание газа, динамика и взаимодействие с другими галактиками.
Одно из удивительных открытий CECILIA заключается в том, что галактики-подростки очень горячие, гораздо горячее, чем те галактики, которые мы видим сегодня. Это объясняется тем, что они производят большое количество ультрафиолетового излучения, которое исходит от молодых и массивных звезд, рождающихся в этих галактиках. Эти звезды также ответственны за обогащение галактик более тяжелыми элементами, такими как углерод, кислород и даже никель, которые синтезируются в ядрах звезд и выбрасываются в межзвездную среду при их гибели.
Проект CECILIA продолжается, и в будущем Стром и ее команда планируют наблюдать с помощью JWST большее количество галактик-подростков. Они надеются узнать больше о разнообразии и эволюции этих галактик, а также о том, как они связаны с галактиками, которые мы видим в настоящее время. Изучая эти удивительные галактики, мы сможем лучше понять наше собственное космическое происхождение и наше место во Вселенной.