Наблюдения JWST проливают новый свет на природу далёкой галактики JADES-GS-z14-1
Международная команда астрономов с помощью космического телескопа James Webb (JWST) провела наблюдения далёкой тусклой галактики JADES-GS-z14-1. Результаты исследования, опубликованные 30 июля в архиве препринтов arXiv, углубляют наше понимание природы и свойств этого объекта.
Запущенный в 2021 году, JWST предназначен для поиска и изучения самых далёких галактик, что позволяет заглянуть в эпоху ранней Вселенной. Телескоп способен обнаруживать объекты, сформировавшиеся в первые 500 миллионов лет после Большого взрыва.
Одной из таких галактик стала JADES-GS-z14-1 — самая тусклая галактика, подтверждённая спектроскопически, с красным смещением около 14.0. Её абсолютная ультрафиолетовая светимость составляет -19.0, а радиус полусвета не превышает 520 световых лет. Предыдущие исследования показали, что масса галактики оценивается в 100 миллионов солнечных масс, а скорость звездообразования (SFR) — около двух солнечных масс в год.
Группа учёных под руководством Цзахэ У из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) использовала инструменты JWST для глубокой съёмки и спектроскопии JADES-GS-z14-1. Наблюдения велись с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), спектрографа NIRSpec и инструмента MIRI для среднего инфракрасного диапазона в рамках программы JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES).
«Мы представляем исключительно глубокие наблюдения JWST за JADES-GS-z14-1 — самой тусклой галактикой с подтверждённым красным смещением z≈14. Этот объект получил беспрецедентную экспозицию в 70,7 часов в фильтре MIRI/F770W, 16-канальную фотометрию NIRCam и 56 часов спектроскопии NIRSpec/PRISM», — отметили исследователи.
Наблюдения JWST позволили лишь слабо зарегистрировать галактику в диапазоне MIRI/F770W. Кроме того, несмотря на длительные экспозиции, в спектрах NIRSpec не обнаружено значимых линий ультрафиолетового излучения в системе покоя галактики.
Данные подтвердили, что физический радиус JADES-GS-z14-1 не превышает 163 световых лет, а её звёздная масса составляет около 40 миллионов солнечных масс. Скорость звездообразования осталась на уровне двух солнечных масс в год.
Анализ истории звездообразования показал, что за последние 10 миллионов лет SFR галактики резко возросла. В этот период средняя скорость звездообразования достигла 2,3 солнечных масс в год, что составило почти 70% от общей массы звёзд.
Учёные подчеркнули отсутствие заметных металлических линий в ультрафиолете, что указывает на низкую металличность газа (менее 10% солнечной) и, возможно, высокую долю ионизирующих фотонов, покидающих галактику. Эти факторы важны для понимания процессов повторной ионизации Вселенной.
Исследователи также обратили внимание, что слабые металлические линии в спектрах JADES-GS-z14-1 свидетельствуют о разнообразии химического состава ранних галактик. «Наши результаты подчёркивают, что интенсивные линии в межзвёздной среде не были повсеместными в первых галактиках. Это даёт ключевые данные об обогащении тяжёлыми элементами, звездообразовании и ионизационных условиях в первые 300 миллионов лет после Большого взрыва», — заключили авторы.
Будущие исследования
Учёные планируют продолжить изучение JADES-GS-z14-1 с целью определить источники её быстрого звездообразования и уточнить механизмы утечки ионизирующего излучения. Дальнейшие наблюдения с JWST могут выявить популяцию подобных компактных галактик, что пересмотрит наши представления о формировании первых звёздных систем.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
