Астрономи потвърдиха официално, че миниатюрното червено петно, разположено на фона на едно особено дълбоко изображение на космоса, е една от най-ранните галактики, познати на човечеството.

Тя се казва Галактиката на Мейзи, а спектроскопският анализ потвърждава, че космическият телескоп "Джеймс Уеб" (JWST) е наблюдавал обекта във вида, в който се е появил само 390 милиона години след Големия взрив. Това не е чак толкова рано, колкото учените първоначално смятаха, но сега тя официално е една от най-ранните потвърдени галактики във Вселената.

Според екипа, ръководен от астронома Пабло Арабал Харо от лабораторията NOIRLab на Националната научна фондация на САЩ, резултатите не само помагат да се потвърди, че ранната Вселена наистина е много по-населена, отколкото сме очаквали, но и че е необходимо да се внимава при анализа на наблюденията на JWST.

"Вълнуващото при Галактиката на Мейзи е, че тя е една от първите далечни галактики, идентифицирани от JWST. На фона на тях тя е и първата, която действително е потвърдена чрез спектроскопски анализ", казва астрономът Стивън Финкелщайн от Тексаския университет в Остин, който е нарекъл галактиката в чест на дъщеря си, на чийто рожден ден е открита миналата година.

Определянето на времевата рамка на възникването на галактиките в ранната Вселена не е лесно нещо.

Най-добрият инструмент, с който разполагаме в момента, е червеното отместване. Тъй като Вселената се разширява с ускоряваща се скорост, повечето обекти далеч извън нашата галактика изглеждат отдалечени. Колкото по-голямо разстояние е трябвало да измине светлината, за да достигне до нас, толкова по-бързо изглежда, че далечната материя се отдалечава от нас.

Това води до разтягане на светлината или до т.нар. червено отместване; дължината на вълната ѝ става по-голяма, като отслабва в по-червените части на спектъра. Астрономите използват буквата z, за да опишат това явление, и като го измерват, те успяват да определят времето, когато светлината е била излъчена.

JWST е мощен инструмент, който изучава Вселената в тези инфрачервени вълни. Ето защо учените го използват, за да надникнат по-дълбоко в ранната Вселена, отколкото някога сме били в състояние да направим.

Но има повече от един начин за изчисляване на z. Когато Финкелщайн и екипът му за първи път публикуват научен труд, посветен на Галактиката на Мейзи, те основават оценката си за червеното преместване на фотометрията; т.е. яркостта на светлината, видяна през няколко филтъра. В резултат на тази работа е получена оценка z~12. Това означава, че според тях галактиката е наблюдавана около 366 милиона години след Големия взрив.

За да прецизира този резултат, екипът използва спектроскопския инструмент на JWST - NIRSpec, който разделя светлината на различни близки инфрачервени вълни за по-подробен анализ. Данните от NIRSpec показват червено отместване от z=11,4; около 390 милиона години след Големия взрив. Това означава, че светлината от галактиката на Мейзи е пътувала около 13,4 милиарда години, преди да бъде уловена от JWST.

Изследването разглежда и две други галактики от ранната Вселена, уловени в проучването Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), благодарение на което откриваме и Галактиката на Мейзи. При едната от тях червеното преместване съвпада с фотометричната оценка, като неговата стойност е z=11,043, но при другата има доста отклонения.

Полето CEERS. Тези точки представляват хиляди галактики. (F. Summers, G. Bacon, J. DePasquale, L. Hustak, J. Olmsted, A. Pagan/STScI)

CEERS-93316 е идентифицирана условно на 250 милиона години след Големия взрив - с червено отместване z≃16,4. Но за потвърждение е необходимо спектроскопско проследяване. И стойността на червеното отместване, получена чрез него, е съвсем различна - z=4,9. Това е около 1,2 милиарда години след Големия взрив.

Неправилното идентифициране е станало, защото тя е имала три припокриващи се свойства, които са имитирали цветовете, които астрономите очакват от галактика, забелязана при z≈16 при фотометричния анализ.

Други галактики също биха могли да попаднат в тази "зона на тройно припокриване", казват изследователите, което означава, че на тези обекти, които, изглежда, имат особено високо червено отместване, трябва да им се обърне допълнително внимание.

При CEER-93316 обаче всичко си идва на мястото.

"Щеше да е наистина трудно да се обясни как Вселената е могла да създаде толкова масивна галактика толкова скоро", казва Финкелщайн.

Изследването е публикувано в Nature.

Източник: Science Alert