Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил древние шаровые скопления
Астрономы, использующие космический телескоп Джеймс Уэбб, обнаружили древние шаровые скопления вокруг галактики, которая сильно гравитационно линзируется массивным скоплением галактик SMACS J0723.3-7327.
Шаровые скопления представляют собой плотно упакованные системы звезд, гравитационно связанные в единую структуру размером от 100 до 200 световых лет в поперечнике.
Они содержат сотни тысяч или, возможно, миллион звезд. Большая масса в богатом звездами центре скопления притягивает звезды внутрь, образуя звездный шар.
Шаровые скопления являются одними из древнейших известных объектов во Вселенной и являются реликтами первых эпох формирования галактик.
Считается, что в каждой галактике есть множество шаровых скоплений. В нашей Галактике Млечный Путь находится не менее 150 таких объектов, и, вероятно, еще несколько скрыты за диском Галактики.
«Несмотря на то, что они являются предметом очень активных исследований на протяжении десятилетий, мы не знаем, когда или как формируются шаровые скопления», — сказала доктор Ламия Маула, научный сотрудник Института астрономии и астрофизики Данлэпа, и ее коллеги.
«Мы знаем, что большинство шаровых скоплений в Млечном Пути и близлежащих галактиках очень старые».
«Абсолютный возраст самых старых шаровых скоплений, определенный с помощью подбора главной последовательности и возраста самых старых белых карликов, составляет около 12,5 миллиардов лет, что соответствует красному смещению z ~ 5».
Есть два основных взгляда на то, как образовались шаровые скопления, говорят ученые.
В первом случае образование шаровых скоплений — это явление, происходящее преимущественно при очень большом красном смещении, с глубокой связью с начальной сборкой галактик. С этой точки зрения, шаровые скопления — это особое явление, связанное с условиями в ранней Вселенной, и канал их формирования отличается от того, который управляет современным звездообразованием.
Вторая точка зрения связывает шаровые скопления с молодыми звездными популяциями, наблюдаемыми в близких галактиках со вспышками звезд и сливающимися галактиками. В этом случае формирование шаровых скоплений может быть естественным продуктом непрерывной эволюции галактик в системах с высоким содержанием газа, а формирование шаровых скоплений будет достигать пика при более низких красных смещениях.
В своем исследовании ученые использовали данные камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) Уэбба, а также устройства формирования изображений ближнего инфракрасного диапазона и безщелевого спектрографа (NIRISS) для анализа природы точечных источников (искр), наблюдаемых вокруг галактики с гравитационными линзами в Первом обзоре Уэбба.
Эта галактика, получившая прозвище Спарклер (Бенгальский огонь), сильно увеличена до 100 раз с помощью SMACS J0723.3-7327 , массивного скопления галактик в южном созвездии Летучая Рыба.
Галактика имеет красное смещение z = 1,378, что означает, что мы видим ее такой, какой она существовала примерно 9 миллиардов лет назад.
Астрономы смогли обнаружить по крайней мере двенадцать «искр» внутри и вокруг Спарклера.
«По крайней мере пять из двенадцати источников неизвестны и имеют красный цвет, и наиболее вероятная их интерпретация состоит в том, что они представляют собой эволюционировавшие шаровые скопления, видимые на z = 1,378», — говорят астрономы.
Путем моделирования цветов и спектров этих источников было установлено, что четыре (33%) согласуются с простыми звездными популяциями, формирующимися на z > 9, т. е. в первые 500 миллионов лет космической истории и более чем за 13 миллиардов лет до нынешней эпохи.
«Если это подтвердится с помощью дополнительной спектроскопии, эти красные компактные «искры» представляют собой первые эволюционировавшие шаровые скопления, обнаруженные на большом красном смещении. Они могут быть одними из самых ранних наблюдаемых объектов, погасивших свое звездообразование во Вселенной, и могут открыть новое окно в понимании образование шаровых скоплений», — заключили авторы.