Астрономы открыли сложную химию в самой далекой галактике

Астрономы Университета Аризоны сделали важное открытие, изучив галактику JADES-GS-z14-0, которая существовала, когда Вселенной было менее 300 миллионов лет. Эта галактика, наблюдаемая космическим телескопом Джеймс Уэбб, оказалась неожиданно яркой и химически сложной для столь ранней эпохи, что дает уникальную возможность заглянуть в самые ранние этапы формирования Вселенной.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Astronomy, основаны на предыдущем открытии 2024 года, когда JADES-GS-z14-0 была идентифицирована как самая далекая из известных галактик. Новое исследование углубило понимание ее химического состава и эволюционного состояния.

Работа проводилась в рамках программы Расширенного глубокого внегалактического обзора JWST (JADES), целью которой является изучение далеких галактик. Кевин Хейнлайн, соавтор исследования, отметил, что галактика оказалась не только яркой, но и химически сложной, что стало неожиданностью для столь раннего периода истории Вселенной. Ведущий автор исследования Якоб Хелтон подчеркнул, что обнаружение такой галактики в небольшом участке неба указывает на возможное существование множества подобных объектов.

Исследователи использовали инструменты телескопа JWST, включая камеру ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и прибор среднего инфракрасного диапазона (MIRI), который обнаружил значительное количество кислорода в галактике.

В астрономии все, что тяжелее гелия, считается «металлом». Для производства таких металлов требуются целые поколения звезд. В ранней Вселенной были только водород, гелий и незначительное количество лития. Но обнаружение значительного количества кислорода в галактике JADES-GS-z14-0 говорит о том, что галактика формировала звезды уже в течение 100 миллионов лет до того, как ее наблюдали.

Джордж Рике, профессор астрономии и старший автор исследования, отметил, что для производства такого количества кислорода потребовалось несколько поколений звезд, что делает эту галактику уникальным примером ранней эволюции Вселенной.

Наблюдения заняли около девяти дней, включая 167 часов съемки NIRCam и 43 часа съемки MIRI, сфокусированных на крошечном участке неба. Ученые подчеркнули, что удачное расположение галактики позволило получить важные данные в среднем инфракрасном диапазоне. Существование столь развитой галактики на раннем этапе космической истории ставит новые вопросы перед теоретическими моделями формирования галактик.

Исследование JADES-GS-z14-0 предоставляет важные данные для понимания того, как Вселенная эволюционировала от простых элементов до сложных химических соединений, необходимых для жизни. Кевин Хейнлайн назвал это время невероятным периодом в истории астрономии, когда ученые могут изучать галактики, существовавшие в эпоху зарождения Вселенной, и глубже понимать процессы их формирования и эволюции.

«Мы переживаем невероятное время в истории астрономии», — сказал Кевин Хайнлайн. «Мы способны изучать галактики, которые намного превосходят все, что когда-либо находили люди, видеть их разными способами и действительно понимать их. Это настоящее волшебство».