Древнейшая галактика оказалась уникальна своей заурядностью

Снимок скопления галактик MACS J1423.8+2404, благодаря гравитационному линзированию которого астрономам удалось обнаружить новую галактику.

Hubble Space Telescope

Международная группа астрономов под руководством Остина Хоага из Университета Калифорнии получила спектр одной из самых далеких и при этом сравнительно тусклых галактик эпохи реионизации. Она располагается так далеко от Земли, что мы наблюдаем ее такой, какой она была спустя всего 700 миллионов лет после Большого взрыва. По словам авторов, особенной находку делает ее «обычность», MACS1423-z7p64 — типичный представитель галактик своего времени. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy, кратко о нем сообщает пресс-релиз обсерватории Кека.

Согласно данным космической обсерватории «Планк», возраст Вселенной составляет около 13,81 миллиарда лет. В первые моменты после Большого взрыва происходили важные процессы, охватывающие Вселенную целиком. Детали этих процессов важны для того, чтобы понимать эволюцию галактик. Например, спустя 500 миллионов лет после «рождения» Вселенная была заполнена нейтральным водородом — он не позволял ультрафиолетовому излучению огромных первичных звезд свободно путешествовать в пространстве. На протяжении 450 миллионов лет происходила реионизация водорода — атомы поглощали кванты ультрафиолетового излучения, что приводило к отрыву от них электронов. Эта эпоха получила название эпохи реионизации.

Из-за поглощения излучения облаками водорода очень трудно наблюдать объекты эпохи реионизации. В то же время исследование галактик того времени поможет уточнить существующие теории их эволюции. Тем не менее, несколько подобных объектов известно — как отмечают астрономы, это галактики исключительной яркости, которые вряд ли можно рассматривать на роль обыкновенных (репрезентативных) объектов того времени.

Авторы новой работы получили спектр сравнительно тусклой галактики эпохи реионизации. Увидеть свет настолько тусклого и далекого объекта удалось благодаря эффекту гравитационного линзирования: перед исследуемой галактикой находится скопление галактик, которое искривляет путь огибающего его света. Это привело к тому, что видимая яркость MACS1423-z7p64 возросла примерно на порядок, чего оказалось достаточно для обнаружения ее «Хабблом». Для подтверждения и последующих наблюдений ученые использовали спектрометр MOSFIRE обсерватории Кека.

На расстояние до объекта указала величина красного смещения в оптическом спектре. Астрономы определили положение первой линии серии Лаймана. У неподвижного водорода она лежит в ультрафиолетовом диапазоне (121,567 нанометра). В наблюдениях MOSFIRE эта же линия оказалась сдвинута до 1050,4 нанометра из-за доплеровского смещения, так как галактика с большой скоростью удаляется от Земли. В рамках космологической модели ΛCDM, эту скорость (точнее, красное смещение) можно пересчитать в наблюдаемый возраст объекта от момента Большого взрыва — он примерно равен 700 миллионам лет.

По словам авторов, спектр указывает на то, что в галактике большими темпами идет звездообразование. Среди ее звезд есть группа довольно молодых объектов, возрастом около 24 миллионов лет.

Ранее подобная находка была сделана с помощью массива радиотелескопов ALMA. Однако, галактика, представленная в новом исследовании, на 100 миллионов лет «ближе» к моменту Большого взрыва. По словам авторов, известны лишь четыре галактики эпохи реионизации, для которых доступны наблюдения альфа-линии серии Лаймана. MACS1423-z7p64, вероятно, самая далекая из них.

Владимир Королёв


Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.