Астрономы из Университета Аризоны раскрыли новые детали о галактике JADES-GS-z14-0, которая существовала, когда возраст Вселенной составлял менее 300 миллионов лет — всего 2% от её нынешних 13,8 миллиардов лет.

Наблюдения, проведённые с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», показали, что объект обладает необычно высокой яркостью и сложным химическим составом для столь ранней эпохи, что даёт уникальное представление о первых этапах эволюции космоса. Результаты исследования углубляют открытие 2024 года, когда JADES-GS-z14-0 была признана самой далёкой из известных галактик.

«Мы целенаправленно искали такие объекты, но эта галактика побила все наши рекорды. Она не только невероятно яркая, но и демонстрирует химическую сложность, которую невозможно было представить в ту эпоху», — отметил Кевин Хейнлайн, соавтор исследования и доцент обсерватории Стюарда.

Инфракрасное изображение телескопа «Джеймс Уэбб» было получено бортовой камерой ближнего инфракрасного диапазона для программы JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, или JADES. Галактика JADES-GS-z14-0 показана на врезке. Источник: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (University of Arizona), Daniel Eisenstein (CfA), Phill Cargile (CfA)

Галактика, наблюдаемая в крошечной области неба, оказалась «довольно протяжённой» для своего возраста. «Если бы мы могли сканировать всё небо, то подобные объекты встречались бы чаще», — заявил ведущий автор работы Якоб Хелтон, аспирант обсерватории.

Для анализа JADES-GS-z14-0 использовались инструменты телескопа, включая камеру ближнего инфракрасного диапазона NIRCam и прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI), обнаруживший значительное количество кислорода.

В астрономии элементы тяжелее гелия считаются «металлами», требующими нескольких поколений звёзд для синтеза. Однако присутствие кислорода в JADES-GS-z14-0 указывает, что звездообразование началось за 100 миллионов лет до момента наблюдения. «Чтобы накопить столько кислорода, галактика должна была сформировать первые звёзды очень рано. Затем эти звёзды взорвались как сверхновые, обогатив межзвёздную среду», — объяснил Джордж Рике, профессор астрономии и старший автор исследования.

Открытие отодвигает предполагаемые сроки появления первых галактик после Большого взрыва.

Наблюдения заняли около девяти дней, включая 167 часов съёмки NIRCam и 43 часа — MIRI, при этом изучался участок неба размером с песчинку на вытянутой руке. «Если бы телескоп сместился на доли градуса, мы бы не получили эти данные», — подчеркнул Хелтон.

Существование такой развитой галактики в ранней Вселенной ставит новые вопросы перед теориями формирования галактик, а изучение объектов вроде JADES-GS-z14-0 помогает понять, как Вселенная эволюционировала от простых элементов к сложной химии, необходимой для жизни.

Открытие JADES-GS-z14-0 подтверждает, что первые звёзды и галактики начали формироваться гораздо раньше, чем считалось, открывая новые горизонты для изучения космического рассвета.

Подробнее на iXBT