|
Карликовые галактики реионизировали Вселенную
|
|
|
|
Используя беспрецедентные возможности космического телескопа Джеймса Уэбба NASA/ESA/CSA, международная команда ученых получила первые спектроскопические наблюдения самых слабых галактик за первый миллиард лет существования Вселенной. Эти результаты, опубликованные в журнале Nature, помогают ответить на давний вопрос астрономов: какие источники вызвали реионизацию Вселенной? Эти новые результаты эффективно продемонстрировали, что маленькие карликовые галактики, вероятно, являются производителями огромного количества энергетического излучения. Исследование эволюции ранней Вселенной является важным аспектом современной астрономии. Многое еще предстоит понять о периоде ранней истории Вселенной, известном как эра реионизации.
|
|
|
|
Это был период темноты без каких-либо звезд или галактик, заполненный плотным туманом из газообразного водорода, пока первые звезды не ионизировали газ вокруг себя, и свет не начал проходить сквозь него. Астрономы потратили десятилетия, пытаясь определить источники, испускающие излучение, достаточно мощное, чтобы постепенно рассеять этот водородный туман, окутывавший раннюю Вселенную. Сверхглубокие наблюдения NIRSpec и NIRCam до начала эпохи реионизации (программа UNCOVER) (#2561) состоят как из визуализации, так и из спектроскопических наблюдений линзирующего скопления Abell 2744. Международная команда астрономов использовала гравитационное линзирование этой мишенью, также известной как скопление Пандоры, для исследования источников периода реионизации Вселенной.
|
|
|
Гравитационное линзирование увеличивает и искажает внешний вид далеких галактик, поэтому они выглядят совсем не так, как на переднем плане. "Линза" скопления галактик настолько массивна, что искривляет саму ткань пространства, настолько, что свет от далеких галактик, проходящий через искривленное пространство, также приобретает искривленный вид. Эффект увеличения позволил команде изучить очень удаленные источники света за пределами Abell 2744, выявив восемь чрезвычайно слабых галактик, которые в противном случае были бы незаметны даже для Уэбба. Команда обнаружила, что эти слабые галактики являются огромными производителями ионизирующего излучения, уровни которого в четыре раза превышают те, которые предполагались ранее. Это означает, что большинство фотонов, которые повторно ионизировали Вселенную, вероятно, исходили от этих карликовых галактик.
|
|
|
|
"Это открытие раскрывает решающую роль, которую сыграли ультраслабые галактики в эволюции ранней Вселенной", - сказала член команды Ирина Чемеринская из Института астрофизики Парижа во Франции. "Они производят ионизирующие фотоны, которые превращают нейтральный водород в ионизированную плазму во время космической реионизации. Это подчеркивает важность понимания галактик с малой массой в формировании истории Вселенной". "Эти космические электростанции в совокупности выделяют более чем достаточно энергии, чтобы выполнить свою работу", - добавил руководитель группы Хаким Атек, Институт астрофизики Парижа, CNRS, Университет Сорбонны, Франция, и ведущий автор статьи, описывающей этот результат. "Несмотря на свои крошечные размеры, эти галактики с малой массой являются плодовитыми производителями энергетического излучения, и их обилие в этот период настолько велико, что их коллективное влияние может изменить все состояние Вселенной".
|
|
|
|
Чтобы прийти к такому выводу, команда сначала объединила данные сверхглубокой съемки Уэбба со вспомогательной съемкой Abell 2744 с космического телескопа НАСА/ЕКА "Хаббл", чтобы выбрать чрезвычайно слабые галактики-кандидаты в эпоху реионизации. За этим последовала спектроскопия с помощью спектрографа Уэбба в ближней инфракрасной области (NIRSpec). Мультизатворный блок прибора был использован для получения многообъектной спектроскопии этих слабых галактик. Это первый случай, когда ученые надежно измерили численную плотность этих слабых галактик, и они успешно подтвердили, что они являются наиболее многочисленной популяцией в эпоху реионизации. Это также знаменует собой первый случай, когда была измерена ионизирующая способность этих галактик, что позволило астрономам определить, что они производят излучение достаточной энергии для ионизации ранней Вселенной.
|
|
|
|
"Невероятная чувствительность NIRSpec в сочетании с гравитационным усилением, обеспечиваемым Abell 2744, позволили нам детально идентифицировать и изучить эти галактики за первый миллиард лет существования Вселенной, несмотря на то, что они более чем в 100 раз слабее нашего собственного Млечного Пути", - продолжил Атек. В предстоящей программе наблюдений Уэбба, получившей название GLIMPSE, ученые получат самые глубокие наблюдения за небом, когда-либо проводившиеся. Нацелившись на другое скопление галактик, названное Abell S1063, можно будет идентифицировать еще более слабые галактики в эпоху реионизации, чтобы проверить, является ли эта популяция репрезентативной для крупномасштабного распределения галактик.
|
|
|
|
Поскольку эти новые результаты основаны на наблюдениях, полученных в одной области, команда отмечает, что ионизирующие свойства слабых галактик могут проявляться по-разному, если они находятся в областях с повышенной плотностью. Таким образом, дополнительные наблюдения в независимой области позволят получить дополнительную информацию, которая поможет подтвердить эти выводы. Наблюдения GLIMPSE также помогут астрономам исследовать период, известный как космический рассвет, когда Вселенной было всего несколько миллионов лет, чтобы развить наше понимание возникновения первых галактик.
|
|
|
|
Источник
|
