Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил одну из старейших галактик во Вселенной

По мнению исследователей, этот объект может содержать возможные следы самых первых звезд во Вселенной и уже считается одной из самых химически примитивных галактик, которые когда-либо наблюдались. Журнал Nature опубликовал исследование международной группы астрономов под руководством Кимихико Накадзимы из Университета Канадзавы (Япония). Ученые сообщают об исследовании галактики LAP1-B.

Как вам удалось увидеть такой далекий объект?

Галактика LAP1-B слишком тусклая и далекая, чтобы ее можно было наблюдать напрямую даже с помощью крупнейших наземных и орбитальных телескопов. Ключевую роль сыграл эффект гравитационного линзирования: массивное скопление близлежащих галактик усиливало свой свет примерно в 100 раз, эффективно действуя как естественная космическая линза.

Дополнительные наблюдения были проведены с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Его инфракрасные приборы позволяют регистрировать свет чрезвычайно удаленных объектов, который из-за расширения Вселенной смещается в длинноволновую часть спектра.

Почти первозданная химия Вселенной

Спектральный анализ показал, что излучение галактики в значительной степени формируется не звездами, а газом внутри нее. Используя эмиссионные линии, исследователи определили химический состав этого газа.

Результаты указывают на чрезвычайно низкий уровень тяжелых элементов. Уровень кислорода примерно в 240 раз ниже уровня Солнца. В астрономии к «тяжелым элементам» относят все, что тяжелее гелия – они образуются только в недрах звезд и при их взрывах, поэтому их дефицит указывает на очень раннюю стадию развития системы.

Следы первых звезд

Газ в LAP1-B демонстрирует интенсивное ионизирующее излучение. Этот эффект обычно связывают с наличием массивных молодых звезд, которые недолговечны, но излучают большое количество энергии в ультрафиолете.

Кроме того, зафиксировано повышенное соотношение углерода и кислорода. Это согласуется с теоретическими моделями ранних взрывов массивных звезд, которые начали обогащать межзвездную среду первыми тяжелыми элементами, но еще не привели к образованию «химически зрелых» галактик.

Гравитационная стабильность и темная материя

Анализ движения газа показал, что структура галактики скреплена массивным гало темной материи. Это невидимый компонент, который не излучает радиацию, но оказывает заметное гравитационное воздействие.

Без такой «каркаса» столь разреженные ранние галактики, вероятно, не смогли бы сохранять свою целостность и формировать стабильные структуры.

Окно в раннюю Вселенную

Совокупность данных позволяет рассматривать LAP1-B как один из самых ранних известных примеров формирования галактик, когда первые поколения звезд уже начали менять состав вещества во Вселенной.

По мнению авторов работы, подобные наблюдения дают редкую возможность изучить переходный этап между первичной Вселенной и формированием более сложных галактических систем.