Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил галактику с рекордным красным смещением 11,45

Группа астрономов под руководством Джулии Родигьеро из Падуанского университета в Италии, анализируя данные космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST), обнаружила новую галактику EGS-z11-R0. Это самая далекая из известных на сегодняшний день красных галактик, существовавшая уже через 400 миллионов лет после Большого взрыва. Открытие, подтвержденное спектроскопически, было подробно изложено в статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.

Используя возможности ближнеинфракрасного спектрографа (NIRSpec) телескопа JWST в рамках проекта CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science Survey), исследователи совершили открытие, которое они сами называют случайным.

«Источник был обнаружен совершенно случайно в ходе визуального анализа общедоступных данных JWST/NIRSpec в рамках проекта CEERS», — говорится в статье. Этот источник, получивший обозначение EGS-z11-R0, выделяется на фоне типичных галактик ранней Вселенной. В то время как большинство галактик с красным смещением выше 10,0 характеризуются чрезвычайно синим наклоном ультрафиолетового излучения из-за наличия молодых массивных звезд, новая галактика демонстрирует аномально красный ультрафиолетовый континуум.

Ключевым результатом исследования стало определение точного красного смещения: zspec = 11.452 +/- 0.021. Анализ данных показал, что EGS-z11-R0 имеет наклон УФ-диапазона около -1,0 (часто обозначаемый как β, или betaUV) и поглощение пыли на уровне 1,2 звездной величины. Это контрастирует с большинством галактик с аналогичным красным смещением, которые обычно бедны пылью.

Моделирование спектрального энергетического распределения (SED) с помощью программы CIGALE, объединившее данные спектроскопии и фотометрии, позволило установить, что звездная масса галактики составляет от 1,6 до 4 миллиардов масс Солнца, а скорость звездообразования оценивается в диапазоне 10–40 солнечных масс в год. Астрономы отмечают, что история звездообразования в этой системе имеет восходящий или постоянный характер, что указывает на устойчивый рост массы, а не на кратковременный всплеск.

Авторы исследования характеризуют EGS-z11-R0 как представителя новой популяции так называемых «красных монстров». Значительное ослабление излучения пылью в сочетании с компактной морфологией доказывает, что уже на столь раннем этапе существования Вселенной некоторые галактики проходили кратковременную фазу интенсивного пылеобразования, когда формируется большая часть их звездной массы. Это опровергает представления о том, что все галактики в эпоху реионизации были исключительно чистыми и голубыми.

Открытие EGS-z11-R0 доказывает, что обогащенные пылью массивные галактики существовали уже через 400 миллионов лет после Большого взрыва, что требует пересмотра моделей эволюции ранней Вселенной. Астрономы подчеркивают необходимость дальнейших наблюдений для оценки распространенности подобных объектов.

Как заключают исследователи, «будущие спектроскопические исследования с помощью телескопа JWST, а также более глубокие наблюдения в среднем инфракрасном, субмиллиметровом и радиодиапазонах будут иметь решающее значение для установления распространенности этих ранних галактик, богатых пылью, и для выяснения их роли на самых ранних этапах роста галактик и черных дыр».