Джеймс Уэбб открывает новый потрясающий вид на раннюю Вселенную
Космический телескоп Джеймса Уэбба предоставляет астрономам беспрецедентные изображения нашей Вселенной. Исследователи направили его на области, уже запечатленные телескопом "Хаббл", но детали, выявленные "Уэббом", невероятно четкие. Недавно это позволило созерцать галактики, наиболее близкие к Большому взрыву (самые старые) из известных на сегодняшний день. Изучение этих звездных скоплений может дать ценные сведения о формировании ранней Вселенной и ее эволюции.
Космический телескоп НАСА "Джеймс Уэбб" был специально разработан для обнаружения слабого инфракрасного света очень далеких галактик и позволяет астрономам заглянуть в раннюю Вселенную. Свет, излучаемый в ранней Вселенной, должен пройти через пространство и время, чтобы достичь нас.
Как предсказывает теория относительности Эйнштейна, Вселенная постоянно расширяется, заставляя небесные объекты удаляться друг от друга. Свет, проходящий через Вселенную, растягивается, и его длины волн, которые изначально находятся в видимом спектре, становятся все длиннее и длиннее и оказываются в ближней инфракрасной зоне.
Следует отметить, что природа галактик во время этого первого светящегося периода Вселенной не очень хорошо известна или понятна. По мнению ученых, после Большого взрыва Вселенная была похожа на горячий суп из частиц (т.е. протонов, нейтронов и электронов) и не имела света.
Когда Вселенная начала остывать, протоны и нейтроны стали объединяться в ионизированные атомы водорода (и в конечном итоге гелия). Эти ионизированные атомы водорода и гелия притягивали электроны, превращая их в нейтральные атомы, что впервые позволило свету свободно распространяться, поскольку этот свет больше не рассеивал свободные электроны. Вселенная больше не была непрозрачной!
Однако пройдет еще некоторое время (несколько сотен миллионов лет), прежде чем начнут формироваться первые звезды. Однако астрономы не знают, как это произошло. Телескоп "Джеймс Уэбб" может дать ответ на этот вопрос, сделав новый снимок ранней Вселенной. Он получил изображение скопления галактик под названием MACS0647, а также далекой галактики MACS0647-JD.
Дэн Коу из AURA/STScI Европейского космического агентства и Университета Джона Хопкинса в релизе НАСА объясняет, что он обнаружил галактику MACS0647-JD 10 лет назад с помощью космического телескопа "Хаббл". Он говорит: "В то время, с "Хабблом", это была просто бледная красная точка. Мы можем сказать, что она была очень маленькой, всего лишь крошечная галактика в первые 400 миллионов лет существования Вселенной. Теперь мы смотрим с Уэббом и видим ДВА объекта!"
Во время пресс-конференции, посвященной этому открытию, второй исследователь, Тайгер Сяо из Университета Джона Хопкинса, подчеркнул разницу в цвете между этими двумя объектами: один из них более голубой, а другой - более красный. Он объясняет: "Синий газ и красный газ имеют разные характеристики. Голубой объект показывает очень молодое звездообразование и почти полное отсутствие пыли, а маленький красный объект содержит больше пыли и является более старым. И их звездные массы также, вероятно, различны".
Хотя два автора не могут сделать реальный вывод о природе этого наблюдения, они согласны с тем, что это может быть слияние галактик в очень ранней Вселенной.
Гравитационное линзирование в дополнение к Джеймсу Уэббу
Получение этого изображения стало возможным благодаря наличию в этой области Вселенной особой структуры - гравитационной линзы. Это скопление галактик перед областью, на которую указывает телескоп. Благодаря очень сильной общей гравитации этого скопления, оно действует как увеличительное стекло на самые отдаленные объекты за ним. Линза не только увеличивает эти объекты, но и умножает их изображение в различных ориентациях. Дэн Коу объясняет: "Из-за гравитационного линзирования огромного скопления галактик MACS0647, оно разделено на три изображения: JD1, JD2 и JD3. Они усиливаются в восемь, пять и два раза соответственно".
По словам члена команды Ребекки Ларсон из Техасского университета в Остине, изучение этих изображений поможет нам понять, как формировались такие галактики и как они со временем превратились в галактику, подобную Млечному Пути.
Для тройки исследователей, как и для всех астрономов НАСА, успехи "Джеймса Уэбба" поразительны, тем более что эти открытия касаются только первого изображения телескопа. Ребекка Ларсон говорит: "Если вы посмотрите на задний план, там есть все эти маленькие точки - и все они галактики! Все до единого. Удивительно, как много информации мы получаем, которую раньше не могли видеть. И это не глубокая область. Это не длительная экспозиция. Мы даже не пытались использовать этот телескоп, чтобы посмотреть на какое-нибудь место в течение долгого времени. Это только начало".