14,6 тыс подписчиков
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» изучил огромное «космическое кольцо» — галактику SPT0418-47, расположенную в созвездии Часов. На самом деле она выглядит так из-за искажения излучения от неё гравитационной линзой, т. е перед нами почти идеальное кольцо Эйнштейна (данное явление названо в честь этого учёного, так как гравитационные линзы предсказаны разработанной им общей теорией относительности). Это эффект, заключающийся в отклонении электромагнитного излучения далёкого объекта под действием гравитации другого массивного объекта. Гравитационные линзы могут искажать другие объекты или создавать их оптические дубликаты, причём из-за ограниченности скорости света мы можем видеть их в разные периоды существования. В нашем случае явление «скрутило» галактику в кольцо. Но это не единственная необычность этой галактики.
SPT0418-47 была обнаружена и описана радиообсерваторией ALMA ещё в 2020 году. Тогда специалисты смогли восстановить её истинную форму и оценить её свойства. Значение красного смещения было оценено в 4,2, что означает, что свет от неё шёл примерно 12 миллиардов лет, а существовала она тогда, когда возраст Вселенной составлял 1,46 миллиарда лет. У галактики высокий темп звездообразования (более 300 масс Солнца в год), но при этом галактический диск SPT0418-47 — самый упорядоченный из всех когда-либо наблюдавшихся в ранней Вселенной. Хотя у галактики, по-видимому, нет спиральных рукавов, она обладает диском, который вращается со скоростью 272 километра в секунду, и балджем — большим облаком звёзд, плотно окружающем со всех сторон галактический центр. При этом балдж у галактики на столь раннем этапе эволюции Вселенной астрономам удалось обнаружить впервые.
«Джеймс Уэбб» смог лучше изучить SPT0418-47, используя NIRSpec, NIRCam и MIRI — свои научные инструменты. Космический телескоп подтвердил значение красного смещения, которое составило 4,22. Также выяснилось, что галактика сильно запылена.
На изображении SPT0418-47 были обнаружены два новых источника излучения, получившие обозначения SE-1 и SE-2, которые не являются частью основной галактики. Вместо этого они представляют собой два линзированных изображения одной и той же галактики-компаньона, получившей обозначение SPT0418-47-SE, которая находится в пределах пяти килопарсеков от галактики-кольца.
Скорость звездообразования SPT0418-47-SE сильно меньше, чем у галактики-хозяина и составляет 17 масс Солнца в год. Её звездная масса оценивается в 7×10^9 масс Солнца, для сравнения — масса основной галактики составляет 1,2×10^10 масс Солнца. Различается и металличность (металлами в астрономии называют все элементы тяжелее водорода и гелия) — околосолнечная для SPT0418-47-SE и сверхсолнечная для галактики-хозяина.
Металличность SPT0418-47-SE (соотношение O/H ∼0,6 от солнечного, а N/O ∼1,2 от солнечного) необычна для галактики, которая существовала спустя всего 1,46 миллиарда лет после Большого взрыва. Её химическая эволюция, судя по всему, была нетипичной и началась очень рано, при этом галактика должна была эффективно формировать звёзды. Кроме того, это может означать, что SPT0418-47 находится в массивном гало тёмной материи с ещё не обнаруженными галактиками.
Но мы видим эту галактику такой, какой она была 12 миллиардов лет назад, а что с ней сейчас? Учёные предполагают, что она эволюционировала в обычную эллиптическую галактику.
На первом изображении: радиоизображение SPT0418-47, полученное обсерваторией ALMA. Цвета условные. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo et al.
На втором изображении: структура SPT0418-47, воссозданная с помощью телескопа «Джеймс Уэбб». Credit: NASA/ESA/CSA/Bo Peng et al.
3 минуты
1 марта 2023
287 читали