Ученые размышляют над природой 300 загадочных объектов, которые космический телескоп James Webb разглядел в глубинах космоса. Скорее всего, это невероятно яркие молодые галактики, однако предположение еще требует проверки.
Загадочные объекты на снимках James Webb
Ученые из Университета Миссури обсуждают, могут ли быть яркие объекты, которые в большом количестве зафиксировал космический телескоп James Webb, быть удаленными, но яркими галактиками, или это что-то другое.
Новая космическая обсерватория за первые годы работы зафиксировала значительно больше объектов, чем любой предыдущий телескоп. Из-за этого возникла проблема с их систематизацией: 300 из них сначала вообще не удалось классифицировать.
«Эти таинственные объекты — это кандидаты в галактики на ранней стадии Вселенной, что означает, что они могут быть очень ранними галактиками, — сказал Хаоцзин Ян, профессор астрономии в колледже искусств и наук Миззу и соавтор исследования. — Если даже несколько этих объектов окажутся такими, какими мы думаем, наше открытие может бросить вызов современным представлениям о том, как галактики сформировались в ранней Вселенной — периоде, когда начали образовываться первые звезды и галактики».
Но идентификация объектов в космосе не проходит мгновенно. Это требует тщательного поэтапного процесса для подтверждения их природы, сочетая передовые технологии, детальный анализ и несколько космического детективного расследования.
Шаг 1. Выявление первых подсказок
Исследователи Мизза применили две мощные инфракрасные камеры JWST: камеру ближнего инфракрасного излучения и среднеинфракрасный инструмент. Оба устройства специально разработаны для обнаружения света из самых отдаленных уголков космоса, что является ключевым при изучении ранней Вселенной.
Почему инфракрасное? Потому что чем дальше объект, тем дольше его свет путешествует, чтобы добраться до нас. Когда свет из этих ранних галактик путешествует через космос, он растягивается в более длинные волны, переходя из видимого света в инфракрасный. Это растяжение называется красным смещением, и оно помогает нам определить, как далеко расположены эти галактики. Чем выше красное смещение, тем дальше галактика от Земли и тем ближе она к началу Вселенной.
Шаг 2. «Выпадение»
Чтобы определить каждого из 300 кандидатов на ранние галактики, исследователи Мизу использовали уже известный метод, называемый техникой «выпадения».
Этот метод обнаруживает галактики с высоким красным смещением, исследуя объекты, которые появляются в более красных длинах волн, но исчезают в более голубых — признак того, что их свет путешествовал через огромные расстояния и время. Этот феномен является показателем «Лаймановского излома» — спектрального признака, вызванного поглощением ультрафиолетового света нейтральным водородом. При увеличении красного смещения этот сигнал перемещается к более красным длинам волн.
Шаг 3. Оценка деталей
«Пока техника «выпадения» идентифицирует каждого из кандидатов в галактики, следующим шагом является проверка, могут ли они быть на очень высоких красных смещениях, — сказал Ян. — В идеале это следует делать с помощью спектроскопии — техники, которая рассеивает свет по разным длинам волн для идентификации сигнатур, которые позволили бы точно определить красный сдвиг».
Когда полные спектроскопические данные недоступны, исследователи применяют метод подгонки спектрального энергетического распределения. Он дал Суну и Яну основу для оценки красных сдвигов их кандидатов в галактики, а также других характеристик — в частности, возраста и массы.
В прошлом ученые часто считали, что эти чрезвычайно яркие объекты не являются ранними галактиками, а чем-то имитирующим их. Однако, опираясь на свои достижения, Сун и Ян считают, что эти объекты заслуживают более пристального внимания, и не следует их так быстро отвергать.
Шаг 4. Окончательный ответ
Окончательный тест будет использовать спектроскопию — золотой стандарт — для подтверждения выводов команды.
Спектроскопия разделяет свет на разные длины волн, как призма — на радугу цветов. Ученые используют эту технику, чтобы обнаружить уникальный отпечаток галактики, который может рассказать им, сколько лет галактике, как она образовалась и из чего состоит.
«Один из наших объектов уже подтвержден спектроскопией как ранняя галактика, — сказал Сун. — Но этого объекта недостаточно. Нам нужно будет сделать дополнительные подтверждения, чтобы точно сказать, ставятся ли под сомнение современные теории».
По материалам phys.org
