Космічний телескоп «Джеймс Вебб» подивився на галактику MACS0647-JD, що за оцінками сформувалася близько 427 мільйонів років після Великого вибуху, та побачив, що це не один об'єкт. На нових знімках в інфрачервоному діапазоні астрономи побачили два компоненти, яких розділяє близько 400 парсек. І тому, або всередині MACS0647-JD сформувалося два зоряних скупчення, або об'єкт є найвіддаленішим з відомих злиттям пари галактик. Стаття ще проходить рецензування для публікації в Nature і доступна як препринт на arXiv. Коротко про дослідження розповідає на своєму сайті NASA.
Масивне галактичне скупчення MACS0647, яке послужило лінзою для знайденого вченими кандидатами у найвіддаленіше злиття MACS0647-JD. Воно з'являється на зображенні тричі через лінзування (відмічено як JD1, JD2 і JD3). Синій колір на зображенні відповідає довжинам хвиль у 1,15 та 1,5 мікрона (фільтри F115W, F150W камери NIRCam телескопа), зелений — довжинам хвиль в 2,0 і 2,77 мікрона (F200W, F277W), а червоний — довжинам хвиль у 3,65 та 4,44 мікрона (фільтри F365W, F444W). NASA, ESA, CSA, STScI, and Tiger Hsiao (Johns Hopkins University); Alyssa Pagan (STScI)
На що дивився «Джеймс Вебб»?
Сучасні моделі сходяться у думці, що найперші галактики почали формуватися ще коли Всесвіту було менше 470 мільйонів років. І з першими підтвердженими галактиками на червоних зсувах z ≳ 10 ці припущення з'явилася можливість перевіряти прямими спостереженнями. Звісно, такі віддалені об'єкти дуже тьмяні, однак явище гравітаційного лінзування завдяки масивним скупченням галактик, що ближчі до нас, дозволяють збільшити їхню світність до рівня, на якому здатні бачити телескопи.
І у 2012 році за допомогою галактичного скупчення MACS J0647.7+7015 на z = 0,592 космічному телескопу «Габбл» вдалося побачити світло галактики на червоному зсуві z = 10,7. Знайдена MACS0647–JD стала першим надійним кандидатом на таку далеку галактику: вона могла з'явитися ще коли Всесвіту було 427 мільйонів років. І тепер, через 10 років, на цей об'єкт націлився наступник «Габбла» — інфрачервоний телескоп «Джеймс Вебб». Аналізом даних нових спостережень за допомогою камери NIRCam зайнялися понад 20 астрономів з університетів США, Іспанії, Італії, Швеції та інших країн.
Порівняння знімків «Джеймса Вебба» і «Габбла», які він зробив у 2012 році. На знімках останнього MACS0647-JD виглядає як тьмяна червона точка, у той час як «Джеймс Вебб» бачить набагато більше деталей. NASA, ESA, CSA, STScI, and Tiger Hsiao (Johns Hopkins University); : Alyssa Pagan (STScI)
Що помітили вчені?
Завдяки «Джеймсу Веббу» астрономам вдалося підтвердити, що червоний зсув MACS0647–JD складає не менше z = 10,6, а також оцінити її такі фізичні властивості, як вміст у ній пилу, а також зоряну масу. І завдяки кращій роздільній здатності знімків телескопа, а також тому, що їх отримали в інфрачервоному діапазоні, на місці MACS0647–JD вченим вдалося побачити два компоненти, які можна чітко розрізнити. Обидва дуже маленькі, з радіусами у менш як 100 парсек та зоряними масами у всього 100 мільйонів Сонць.
При оціненому співвідношенні зоряних мас 2:1 об'єктів «A» та «B», як їх визначають у дослідженні, а також прогнозованій відстані між ними у 400 парсеків, вчені могли стати свідками злиття галактик вже через 400 мільйонів років після Великого вибуху. Компонент «A» є масивнішим та є більш синім, що говорить про маленьку кількість пилу та нещодавнє зореутворення, у той час як «B» є меншим і здається більш червоним, що може говорити про те, що він на 100-200 мільйонів років старший за свого компаньйона. Крім того, на знімках можна навіть розрізнити кандидата у ще одну галактику-компаньйонку на відстані 3 кілопарсеків, якій, імовірно, судиться злитися з «A» та «B».
Чому це саме злиття?
Зоряні комплекси в MACS0647-JD дуже щільні, адже зоряна маса у 10⁸ сонячних упакована в радіус в приблизно 70 і 20 парсек для «A» і «B» відповідно. Однак поточні дані не дозволяють точно відрізнити, чи є ці два компоненти двома галактиками, що зливаються, або вони можуть бути двома зоряними скупченнями, які утворилися разом всередині однієї галактики, але на відстані 400 парсеків. Значна різниця у віці передбачає, що вони є окремими галактиками, які зараз зливаються, але про це свідчить моделювання їхньої еволюції, а точно перевірити це з поточними даними не вдається.
Втім, оцінивши можливості «Джеймса Вебба», автори цієї роботи вважають, що повторна спектроскопія з його допомогою допоможе виявити кілька сильних емісійних ліній, які дозволять уточнити металічність MACS0647–JD, стан іонізації газу, кількість пилу та історію зореутворення. Тож астрономи запланували додаткові спостереження за MACS0647-JD на січень 2023 року.
Це не перша «давнина», яку вдалося побачити за допомогою телескопа «Джеймс Вебб». Наприклад, ми розповідали про кандидата у галактику на рекордному значенні червоного зсуву в 16,7. Це всього 250 мільйонів років після Великого вибуху. А також про пару кандидатів у галактики на червоних зсувах z=11 та 13. І кандидата на найвіддаленішу зорю-надгіганта, світло від якої до «Джеймса Вебба» йшло 10,6 мільярда років.
Хоча, звісно, «Джеймс Вебб» бачив і не такі далекі речі
🪐Наприклад, завдяки йому можна в деталях роздивитися кільця Нептуна
🔴Також «Джеймс Вебб» отримав кілька знімків Марса
☄️ І найближчим до нас об'єктом, який фотографував телескоп, став навколоземний астероїд Діморф. Його, до речі, нещодавно успішно протаранили так, що змінили йому орбіту