Джеймс Уэбб наблюдает чрезвычайно далекий квазар и его окружение в ранней Вселенной
Далекий квазар, наблюдаемый космическим телескопом Джеймс Уэбб, названный SDSS J165202.64+172852.3 (сокращенно SDSSJ1652), находится в очень плотной среде с несколькими взаимодействующими галактиками-компаньонами.
SDSSJ1652 находится так далеко, что его свету потребовалось около 11,5 миллиардов лет, чтобы достичь нашей планеты.
Квазар (активное ядро галактики) необычайно красный не только из-за присущего ему красного цвета, но и потому, что его свет смещается в красную сторону из-за большого расстояния.
Это сделало телескоп Джеймс Уэбб, обладающего непревзойденной чувствительностью в инфракрасном диапазоне длин волн, идеально подходящим для детального изучения объекта.
SDSSJ1652 — одно из самых мощных известных галактических ядер, которое было замечено с такого большого расстояния.
«Мы думаем, что в этих системах вот-вот произойдет что-то драматическое», — говорят ученые.
«Галактика находится в определенный момент своего существования, она должна преобразиться и будет выглядеть совершенно по-другому через несколько миллиардов лет».
Чтобы исследовать движение газа, пыли и звездного вещества в SDSSJ1652, астрономы использовали спектрограф ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRSpec).
Предыдущие исследования космического телескопа Хаббл и других обсерваторий привлекли внимание к мощным выбросам квазара, и астрономы предположили, что его родительская галактика может сливаться с каким-то невидимым партнером.
Но авторы исследования не ожидали, что данные NIRSpec Уэбба ясно укажут, что это была не одна галактика, а как минимум еще три, вращающиеся вокруг нее.
Благодаря спектрам можно было нанести на карту движения всего этого окружающего материала, что привело к выводу, что красный квазар на самом деле был частью плотного узла образования галактик.
Изображение справа состоит из четырех узкополосных изображений, сделанных в режиме спектроскопии интегрального поля прибора Webb NIRSpec. Все четыре узкополосных изображения показывают свет от дважды ионизированных атомов кислорода. На панелях внизу представлены четыре узкополосных изображения по отдельности.
Каждый цвет иллюстрирует относительную скорость ионизированного кислородного газа через скопление галактик. Чем краснее цвет, тем быстрее газ удаляется от нашей прямой видимости относительно квазара, в то время как чем голубее цвет, тем быстрее он движется к нам относительно квазара. Зеленый цвет указывает на то, что газ устойчив в нашей прямой видимости по сравнению с квазаром.
«В это раннее время известно несколько протоскоплений галактик. Их трудно найти, и очень немногие из них успели сформироваться после Большого взрыва», — говорит Доминика Вилезалек, астроном из Гейдельбергского университета.
«В конечном итоге это может помочь нам понять, как эволюционируют галактики в плотной среде. Это захватывающий результат».
Используя наблюдения NIRSpec, астрономы смогли подтвердить существование трех галактических компаньонов этого квазара и показать, как они связаны. Архивные данные Хаббла намекают, что их может быть еще больше.
Исследователи подозревают, что они могли смотреть на ядро целого скопления галактик, которое только сейчас было обнаружено с помощью Уэбба.
Три подтвержденные галактики вращаются вокруг друг друга на невероятно высоких скоростях, что свидетельствует о наличии большой массы.
В сочетании с тем, насколько тесно они расположены в области вокруг квазара, ученые считают, что это одна из самых плотных известных областей формирования галактик в ранней Вселенной.
«Даже плотного узла темной материи недостаточно, чтобы объяснить это. Мы думаем, что можем наблюдать область, где сливаются два массивных ореола темной материи» — делают вывод исследователи.
Работа команды будет опубликована в Astrophysical Journal Letters.