«Джеймс Уэбб» отыскал нового кандидата в самую далекую галактику
Астрономы представили первые результаты поиска очень далеких галактик в первичных данных глубоких наблюдений инфракрасной космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Им удалось отыскать двух кандидатов в очень далекие галактики, одна из которых существовала, когда возраст Вселенной составлял всего около 300 миллионов лет. Если открытие подтвердится спектроскопическими наблюдениями, GLASS-z13 станет самой далекой известной галактикой. Препринт доступен на сайте arXiv.org.
Вопрос о том, когда и как образовались первые галактики, остается одной из основных проблем современной внегалактической астрономии и космологии. До недавнего времени наиболее далекими известными кандидатами в галактики считались спектроскопически подтвержденная GN-z11 (существовала, когда возраст Вселенной составлял около 420 миллионов лет) и спектроскопически неподтвержденная HD1 (существовала, когда возраст Вселенной составлял 330 миллионов лет), что близко к началу эпохи Реионизации. Большую роль в поиске рекордно далеких галактик сыграли космические телескопы «Хаббл» и «Спитцер», однако с их помощью было практически невозможно искать галактики со значениями красного смещения z более 12. Однако с началом научной программы обсерватории «Джеймс Уэбб» астрономы получили возможность проводить поиски галактик при больших значениях z, а также проводить их мультиволновые исследования, используя данные других наземных и космических телескопов.
Группа астрономов во главе с Роханом Найду (Rohan P. Naidu) из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики опубликовала первые результаты поиска особо ярких источников излучения при z более 10 в фотометрических данных двух глубоких полей неба, наблюдавшихся инструментом NIRCam «Джеймса Уэбба» по программам GLASS и CEERS. Общая площадь анализируемых участков неба составляет 49 квадратных угловых минут, глубина наблюдений колеблется между 28,6 и 29,4 звездной величиной и охватывала диапазон длин волн от 1 до 5 микрометров.
Поиски дали двух интересных кандидатов в галактики из полей неба GLASS. Значение красного смещения для GLASS-z13 составляет z=13,1, а для GLASS-z11 — 10,9. Источники обладают абсолютной ультрафиолетовой звездной величиной −21 и на 2,5 звездных величины тусклее, чем кандидат в галактики HD1. Звездная масса обоих кандидатов составляет 109 масс Солнца, что сравнимо с GN-z11, они обладают свойствами, ожидаемыми для галактик при z более 10. Эффективный радиус GLASS-z13 оценивается в 1630 световых лет, а GLASS z-11 — около 2300 световых лет, в предположении того, что они обладают дисковыми структурами.
Оба найденных кандидата накладывают новые ограничения на модели эволюции галактик в эпоху ранней Вселенной. Они указывают на то, что открытие GN-z11 было не просто делом везения, и что существует популяция источников ультрафиолетового излучения с очень высокой эффективностью звездообразования, способных нарастить массу до более чем 109 масс Солнца при z более 10. Однако пока что найденные галактики остаются кандидатами и должны быть подтверждены будущими спектроскопическими наблюдениями «Джеймса Уэбба».
О том, насколько важны первые научные данные «Джеймса Уэбба» можно узнать в материале «Посмотреть инфракрасным глазом».
Александр Войтюк
Это явление замечено впервые
Гамма-всплеск GRB221009A, ставший самым ярким за всю историю наблюдений, вызвал впервые наблюдавшиеся сильные возмущения в верхней ионосфере Земли. Они объясняются масштабным процессом фотоионизации частиц в земной атмосфере высокоэнергетическими гамма-квантами. Статья опубликована в журнале Nature Communications. Гамма-всплески представляют собой наиболее яркие вспышки электромагнитного излучения во Вселенной, которые возникают при слияниях компактных объектов или при взрывах сверхновых. Они могут вызывать возмущения ионосферы Земли, увеличивая степень ее ионизации, что способствует истощению стратосферного озона. Впервые влияние гамма-всплесков на земную ионосферу заметили 1 августа 1983 года, когда был обнаружен очень яркий всплеск, приведший к изменению амплитуды радиосигналов очень низкой частоты, что связывалось с возмущениями нижней части ионосферы. За последние несколько десятилетий регистрировалось, в среднем, более одного гамма-всплеска в день, однако сильная реакция на подобные события со стороны ионосферы наблюдалась редко и не в верхних слоях ионосферы (выше 350 километров). Группа астрономов во главе с Мирко Пьерсанти (Mirko Piersanti) из Университета Л’Акуилы сообщила, что впервые обнаружила возмущения в верхней ионосфере Земли, вызванные гамма-всплеском. Они связаны с гамма-всплеском GRB221009A и были обнаружены путем анализа данных наблюдений космических телескопов Swift1, Fermi, MAXI, AGILE и INTEGRAL, околоземного спутника CSES-01 и международной наземной сети INTERMAGNET. GRB 221009A зафиксирован 9 октября 2022 года в созвездии Стрельца и стал самым ярким гамма-всплеском за все время наблюдений. Излучение шло до Земли 1,9 миллиарда лет и породило рентгеновское эхо, а необычные свойства всплеска объяснили структурированным джетом. Всплеск вызвал сильные возмущения не только в нижней, но и в верхней ионосфере Земли, на высоте 507 километров. Это проявилось в значительном увеличении общей плотности электронов в ионосфере и сильном изменении электрического поля ионосферы, связанного с изменением ее проводимости, так как гамма-всплеск увеличил плотность ионосферной плазмы за счет масштабного процесса фотоионизации. Динамика этих процессов коррелировала с временем прихода всплеска, что позволяет их надежно связать. Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» и «Хаббл» не нашли яркой сверхновой от рекордно яркого гамма-всплеска.
