Уэбб раскрывает приквел ранней вселенной к огромному скоплению галактик.
Каждый великан когда-то был младенцем, хотя вы, возможно, никогда не видели их на той стадии развития. Космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба начал проливать свет на годы становления в истории Вселенной, которые до сих пор были недоступны: формирование и сборка галактик.
Впервые протоскопление семи галактик было подтверждено на расстоянии, которое астрономы называют красным смещением 7,9, или всего через 650 миллионов лет после Большого взрыва . Основываясь на собранных данных, астрономы рассчитали будущее развитие зарождающегося скопления, обнаружив, что оно, вероятно, будет увеличиваться в размерах и массе, чтобы напоминать скопление Комы, чудовище современной Вселенной.
«Это очень особенное, уникальное место ускоренной эволюции галактик, и Уэбб дал нам беспрецедентную возможность измерить скорости этих семи галактик и с уверенностью подтвердить, что они связаны вместе в протоскопление», — сказал Такахиро Моришита из Калифорнийского института IPAC. Технологии, ведущий автор исследования, опубликованного в Astrophysical Journal Letters.
Точные измерения, сделанные спектрографом ближнего инфракрасного диапазона Уэбба (NIRSpec), стали ключом к подтверждению коллективного расстояния до галактик и высоких скоростей, с которыми они движутся в ореоле темной материи — более двух миллионов миль в час (около одной тысячи километров). в секунду).
Спектральные данные позволили астрономам смоделировать и нанести на карту будущее развитие собирающейся группы вплоть до нашего времени в современной Вселенной. Предсказание о том, что протоскопление в конечном итоге будет напоминать скопление Волос, означает, что в конечном итоге оно может стать одним из самых плотных известных скоплений галактик с тысячами членов.
«Мы можем видеть эти далекие галактики, как маленькие капли воды в разных реках, и мы можем видеть, что в конечном итоге все они станут частью одной большой, могучей реки», — сказала Бенедетта Вулкани из Национального института астрофизики в Италии, еще один член исследовательская группа.
Скопления галактик представляют собой самые большие концентрации массы в известной Вселенной, которые могут сильно деформировать ткань самого пространства-времени. Это искривление, называемое гравитационным линзированием , может иметь эффект увеличения для объектов за пределами скопления, позволяя астрономам смотреть сквозь скопление, как через гигантское увеличительное стекло. Исследовательская группа смогла использовать этот эффект, просматривая Скопление Пандоры, чтобы увидеть протокластер; даже мощные инструменты Уэбба нуждаются в помощи природы, чтобы видеть так далеко.
Изучение того, как большие скопления, такие как Пандора и Кома, впервые собрались вместе, было трудным из-за расширения Вселенной, растягивающего свет за пределы видимого диапазона длин волн в инфракрасный, где астрономам не хватало данных с высоким разрешением до Уэбба. Инфракрасные приборы Уэбба были разработаны специально, чтобы заполнить эти пробелы в начале истории Вселенной.
Семь галактик, подтвержденных Уэббом, были впервые установлены в качестве кандидатов для наблюдения с использованием данных программы Frontier Fields космического телескопа Хаббла. Программа посвятила время Хаббла наблюдениям с использованием гравитационного линзирования, чтобы детально наблюдать за очень далекими галактиками. Однако, поскольку Хаббл не может обнаруживать свет за пределами ближнего инфракрасного диапазона, он может видеть лишь ограниченное количество деталей. Уэбб продолжил расследование, сосредоточившись на галактиках, разведанных Хабблом, и собрал подробные спектроскопические данные в дополнение к изображениям.
Исследовательская группа ожидает, что будущее сотрудничество между Уэббом и космическим телескопом НАСА Нэнси Грейс Роман, миссией по исследованию с высоким разрешением и широким полем, даст еще больше результатов по ранним скоплениям галактик . С 200-кратным инфракрасным полем зрения Хаббла за один снимок Роман сможет идентифицировать больше кандидатов в протоскопления галактик, которые Уэбб сможет подтвердить с помощью своих спектроскопических инструментов. В настоящее время запуск римской миссии намечен на май 2027 года.
«Удивительно, о какой науке мы теперь можем мечтать, когда у нас есть Уэбб», — сказал Томмазо Треу из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, член исследовательской группы протокластера. «С этим небольшим протоскоплением из семи галактик, на таком большом расстоянии, мы получили стопроцентное спектроскопическое подтверждение, демонстрирующее будущий потенциал для картирования темной материи и заполнения временной шкалы раннего развития Вселенной».
