Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружило то, что может быть самым ранним звездным скоплением во Вселенной.
JWST обнаружил пять протошаровых скоплений — роев из миллионов звезд, связанных гравитацией — внутри дуги Космических Самоцветов, галактики, которая образовалась всего через 460 миллионов лет после Большой взрыв.
Арка «Космические самоцветы» получила свое название от своего внешнего вида: при взгляде из нашей Солнечной системы усеянная звездами галактика выглядит как тонкий полумесяц из-за мощного гравитационного воздействия галактики на переднем плане, которое увеличивает и искажает внешний вид далекой галактики.
Галактика является наиболее увеличенной областью, наблюдаемой за первые 500 миллионов лет нашей Вселенной, что дает астрономам беспрецедентную возможность понять, как движения первых звезд сформировали галактики во время космического рассвета.
Космический рассвет — это время, охватывающее первый миллиард лет существования Вселенной. Примерно через 400 миллионов лет после Большого взрыва началась Эпоха реионизации, когда свет зарождающихся звезд лишил водород электронов, что привело к фундаментальное изменение структуры галактик.
«Ранняя Вселенная совсем не такая, как мы ожидали», — первый автор исследования Анджела Адамо, астроном из Стокгольмского университета, рассказал Live Science. «Галактики более яркие, они формируют звезды с головокружительной скоростью и делают это в массивных и плотных звездных скоплениях. Мы строим новое понимание того, как формировались ранние галактики».
Исследователи опубликовали свои выводы 24 июня в журнале. Природа.
Связанный: Телескоп Джеймса Уэбба подтверждает, что с нашим пониманием Вселенной что-то серьезно не так
Свет горит на космическом спуске
Когда формируются звезды, они выбрасывают материал в виде ветров и струй ионизированной плазмы — процесс, известный как звездная обратная связь.
«Чтобы сформировать эти 5 звездных скоплений, эта крошечная галактика должна была сделать это с очень высокой эффективностью», — сказал Адамо. «Звездная обратная связь от звезд в звездных скоплениях, должно быть, была огромной».
Ученые обнаружили дугу «Космические самоцветы» в 2018 году с помощью космического телескопа «Хаббл». Обычно галактики такого раннего времени излучают слишком слабый свет, чтобы его можно было обнаружить телескопами. Но явление, называемое гравитационным линзированием, может помочь астрономам увидеть их.
Как отметил Эйнштейн в своей общая теория относительностиГравитация — это искривление и искажение пространства-времени в присутствии материи и энергии. Это искривленное пространство, в свою очередь, устанавливает правила движения энергии и материи.
Это означает, что, хотя свет распространяется прямолинейно, он может искривляться и увеличиваться из-за присутствия гравитации. В данном случае галактика SPT-CL J0615-5746 находится между дугой Cosmic Gems и нашей Солнечной системой, изгибая и увеличивая свет ранней галактики, чтобы его можно было увидеть в телескопы.
Направив JWST на эту область искривленного пространства, астрономы наблюдали дугу Космических Драгоценностей с беспрецедентной детализацией, разрешив пять шаровых скоплений, расположенных внутри. Они обнаружили, что скопления были невероятно плотными, примерно на три порядка плотнее, чем области звездообразования, наблюдаемые ближе к Земле.
Скопления являются одними из первых, которые когда-либо наблюдались. Но до сих пор неясно, являются ли они первыми из существовавших, сказал Адамо.
«В принципе, я бы ожидала, что звездообразование будет происходить кластерным образом даже в самых древних галактиках», — добавила она. «Но чтобы сформировать [massive] Протошаровые скопления, родительская галактика должна быть способна создавать и сохранять достаточную массу газа. Так что все зависит от того, насколько быстро смогут расти первичные галактики».
Чтобы узнать больше о первых углях космоса в этом регионе, исследователи проведут спектроскопический анализ с использованием JWST. Это позволит астрономам реконструировать физические свойства скоплений, дополнительно ограничить их возраст и проследить влияние, которое звезды скоплений оказали на более широкую галактику.
