Официально: это красное пятно — одна из самых ранних галактик, которые когда-либо видели

Maisie’s Galaxy.

Красное пятно, скрывающееся на фоне глубокого изображения космоса, подтверждено как одна из самых ранних галактик, известных во Вселенной.

Ее называют Галактикой Мейси, и спектроскопический анализ подтвердил гипотезу Джеймса. Космический телескоп Уэбба наблюдал объект таким, каким он появился всего через 390 миллионов лет после Большого взрыва. Это не так рано, как первоначально думали ученые, но теперь это официально одна из самых ранних подтвержденных галактик во Вселенной.

Согласно команде под руководством астронома Пабло Аррабала Аро из NOIRLab Национального научного фонда США, результаты не только помогают подтвердить, что ранняя Вселенная действительно намного более населена, чем мы ожидали, но и требуют осторожности при анализе наблюдений JWST.

«В галактике Мэйси интересно то, что она была первая далекая галактика, идентифицированная JWST, и из этого набора, это первая галактика, действительно подтвержденная спектроскопически», — говорит астроном Стивен Финкельштейн из Техасского университета в Остине, который назвал галактику в честь своей дочери, в день рождения которой галактика была обнаружен в прошлом году.

Определение временных рамок появления галактик в ранней Вселенной требует некоторого понимания.

Лучший инструмент, который у нас есть в настоящее время, — это красное смещение. Поскольку Вселенная расширяется с ускорением, кажется, что большинство объектов далеко за пределами нашей галактики удаляются. Чем дальше должен пройти свет, чтобы добраться до нас, тем быстрее кажется, что отдаленный материал удаляется от нас.

Это приводит к тому, что свет растягивается или смещается в красную сторону; его длины волн становятся длиннее, затухая в более красных частях спектра. Используя букву z для описания этого явления, астрономы используют измерения красного смещения для определения времени испускания света.

JWST — мощный инструмент, изучающий Вселенную в этих инфракрасных длинах волн. Вот почему ученые используют его, чтобы заглянуть в раннюю Вселенную глубже, чем когда-либо раньше.

Но существует несколько способов вычислить z. Когда Финкельштейн и его команда впервые опубликовали статью о галактике Мэйси, они основывали свою оценку красного смещения на фотометрии; то есть яркость света, видимого через несколько фильтров. Эта работа вернула оценку z ~ 12. Это означает, что они думали, что галактика наблюдалась примерно через 366 миллионов лет после Большого взрыва.

Чтобы уточнить этот результат, команда использовала спектроскопический прибор JWST, NIRSpec, который разделяет свет на разные области ближнего инфракрасного диапазона. длины волн для более детального анализа. А данные NIRSpec показали красное смещение z=11,4; примерно через 390 миллионов лет после Большого взрыва. Это означает, что свет от Галактики Мэйси путешествовал около 13,4 миллиарда лет, прежде чем был обнаружен JWST.

В исследовании также рассматривались две другие ранние галактики Вселенной, обнаруженные в рамках Науки раннего выпуска космической эволюции (CEERS). Исследование, которое дало нам Галактику Мэйси. Один из них показал красное смещение, соответствующее его фотометрической оценке, с красным смещением z = 11,043; но другое было совсем не так.

Поле CEERS. Эти точки представляют тысячи галактик. (Ф. Саммерс, Г. Бэкон, Дж. Де Паскуале, Л. Хастак, Дж. Олмстед, А. Паган/STScI)

CEERS-93316 был предварительно идентифицирован через 250 миллионов лет после Большой взрыв — красное смещение z ≃ 16,4 — но для подтверждения требовались дополнительные спектроскопические исследования. А спектроскопические наблюдения показали совсем другое красное смещение, всего z=4,9. Это примерно через 1,2 миллиарда лет после Большого взрыва.

Ошибочная идентификация произошла из-за того, что она имела три перекрывающихся свойства, которые имитировали цвета, ожидаемые от галактики, обнаруженной на z≈16 при фотометрическом анализе.

Исследователи говорят, что другие галактики также могут попадать в эту «зону тройного перекрытия», что требует особого внимания к тем объектам, которые имеют особенно большое красное смещение.

Но все хорошо, что хорошо кончается, поскольку CEER -93316 обеспокоен.

«Было бы очень сложно объяснить, как Вселенная могла так быстро создать такую массивную галактику», — говорит Финкельштейн.

«Итак, я думаю, что это вероятно, всегда был наиболее вероятным исходом, потому что он был таким экстремальным, таким ярким, при таком очевидном большом красном смещении».

Исследование было опубликовано в Nature.