Једна од главних функција Свемирског телескопа Џејмс Веб је да пронађе најраније галаксије проширењем наших
Ови звездани системи су много даљенего сви претходно посматрани објекти у универзуму. Научници пишу о галаксијама са црвеним помацима од 12 до 17. Али у овој прослави научног тријумфа постоји мува у маси: неки истраживачи верују да старост објеката може бити искривљена и резултати захтевају пажљиву проверу.
Која галаксија је најудаљенија?
Пре лансирања свемирског телескопа Џејмс Веб удуго времена најудаљенија потврђена галаксија била је ГН-з11. Откривен је 2016. помоћу телескопа Хабл. Он је око 25 пута мањи од Млечног пута и чини око 1% његове масе. Истовремено, формирање звезда у њему се одвијало 20 пута активније.
ГН -z11 се налази у сазвежђу Урса Мајор, а астрофизичари процењују црвенило од 11,1.То значи да га посматрамо као што је био 13,4 милијарде годинаКако се универзум стално шири, галаксије у свемиру се удаљавају једна од другеЗбог тога је правилно растојање ГН-z11 око 32 милијарде светлосних година.&нбсп;
Чак и пре лансирања новог телескопа у пролеће 2022астрофизичари су најавили откриће још удаљенијег кандидата, ХД1. Откривен је помоћу свемирског телескопа Субару и посматрања са земаљских опсерваторија. Према спектроскопији, његов црвени помак је 13,27, што одговара удаљености од 13,5 милијарди светлосних година. А сама галаксија је сада 33,4 милијарде светлосних година од Земље.
Само недељу дана након објављивања првих податакаНа телескопу Џејмс Веб, истраживачи Харвард-Смитсонијан центра за астрофизику објавили су откриће галаксије ГЛАСС-з13, која је пробно померена у црвено на 13. Ово је око 300 милиона година након Великог праска. Недељу дана касније примљена је порука о галаксији са црвеним помаком од 14, па чак и 16,7. Ако је то тачно, онда видимо ове галаксије какве су постојале око 200 милиона година након Великог праска.
Истина, сви ови резултати су прелиминарни: до сада ниједна од ових вредности црвеног помака није потврђена. Да би се утврдиле удаљености до ових галаксија, биће потребна спектроскопска анализа.
Галаксија ГН-з11 виђена свемирским телескопом Хабл.Слика: НАСА, ЕСА, П. Оесцх (Универзитет Јејл), Г. Браммер (СТСцИ), П. ван Доккум (Универзитет Јејл) и Г. Илингворт (Универзитет Калифорније, Санта Круз)
Како се проналазе нове галаксије?
У свом раду научници су користили различите методе.На пример, астрофизичари са Универзитета Миссоури-Цолумбиа користили су ефекат гравитационог сочива који је створило масивно јато галаксија СМАЦС Ј0723. Масивни објекат искривљује кретање светлости, увећавајући удаљене објекте, слично као нормално оптичко сочиво телескопа. Користећи ову методу, научници су пронашли 88 галаксија кандидата са црвеним помаком од најмање 11. Неке од њих, према истраживачима, могу имати црвени помак до 20.
Други научници анализирали су слике разнихобласти неба где није коришћен ефекат гравитационог сочива. Ове слике су део студије Цосмиц Еволутион Еарли Релеасе Сциенце (ЦЕЕРС), која се састоји од слика 10 различитих региона неба снимљених блиском инфрацрвеном камером телескопа (НИРЦам).
Да потврдимо праву старост далекообјекти захтевају спектроскопску анализу, која дели светлост из објекта у спектар. Да би то урадили, научници ће користити блиски инфрацрвени спектрограф (НИРСпец) телескопа Џејмс Веб, као и средњи инфрацрвени инструмент (МИРИ) свемирског телескопа.
Ефекат гравитационог сочива на слици кластера СМАЦС Ј0723. Слика: НАСА, ЕСА, ЦСА и СТСцИ
Шта је црвени помак?
У проучавању раног универзума, главниИндикатор који научници користе је црвени помак. Помаже да разумемо колико брзо се објекат удаљава од нас. Баш као што сигнал парне локомотиве или брода звучи ниже док се удаљавају од посматрача, светлосни талас од објекта који се повлачи такође се мења.
Универзум се стално шири, што значиудаљене галаксије се удаљавају од Земље. При црвеном помаку, електромагнетно зрачење објекта који се повлачи повећава његову таласну дужину. То значи да се сви детаљи спектра померају ка црвеном региону.
Што је галаксија удаљенија, то је раније видимо ишто је њена светлост била више растегнута услед ширења Универзума. Као резултат, плава и ултраљубичаста светлост врелих младих звезда нам се чини инфрацрвеном 13,5 милијарди година касније.&нбсп;
Телескоп Џејмс Веб је опремљен осетљивим инструментима који детектују зрачење у различитим деловима инфрацрвеног опсега и зато могу да ухвате зрачење раног универзума.
Црвена и плава смена. Слика: Алеш Тошовскы,&нбсп;ЦЦ БИ-СА 3.0, преко Викимедиа Цоммонс
Зашто први резултати могу бити погрешни?
Прелиминарне студије су засноване напојединачна запажања и могу бити нетачна. На пример, прашњаве галаксије које стварају звезде које су постојале милијардама година након Великог праска могу се маскирати као рекордно удаљене. Осим тога, светлост коју емитују галаксије могу да искриве други објекти.
На пример, на основу тога колико црвеногалаксија ЦЕЕРС-ДСФГ-1 се појављује на сликама Џејмса Веба, астрономи су одредили црвени помак од 17 до 18. То значи да је видимо 220 милиона година након Великог праска. Међутим, јапански астрономи су помоћу субмилиметарског телескопа НОЕМА пронашли исту галаксију и показали да она садржи огромну количину прашине.
Прашина апсорбује краће и плаве таласне дужинезвездане светлости, пропуштајући дуже и црвеније. То значи да када се визуелно посматра са Земље, таква галаксија ће изгледати црвенија. Након прилагођавања резултата посматрања да би узели у обзир утицај прашине, научници су показали да је прави црвени помак само око 5. То значи да је галаксија видљива 1,3 милијарде година након Великог праска.
Галаксија ЦЕЕРС-ДСФГ-1 на слици телескопа"Јамес Вебб" са НОЕМА запажањима постављеним преко њега као контурне линије. Десно је како кандидат изгледа када се гледа кроз различите филтере: не појављује се у филтерима краћих таласних дужина, али постаје видљивији у црвенијим филтерима. Слика: Ј. Завала и др.
Истраживачи су дошли до сличних резултатапроучавајући галаксију кандидата ЦЕЕРС-1749. Своје откриће су назвали Шредингерова галаксија. Ствар је у томе да црвени помак за њега може бити једнак или 5 или 17. Ако говоримо о одвојеној удаљеној галаксији, онда је ово један од најудаљенијих познатих сличних система, а ако је део кластера, онда ми поново говоре о милијарду година након Великог праска. Све ће бити јасно након нових истраживања.
Без обзира на то да ли су потврђенепроглашена рекордима, нова открића ће дати значајан допринос разумевању процеса развоја раног Универзума. Чак и "блиске" удаљене галаксије са црвеним помаком од око 5 отварају нове податке.
Међузвездана прашина је нуспроизвод циклусарађање и смрт звезда. Да би се утицало на црвени помак, мора бити пуно такве прашине. А то значи да би у таквим галаксијама требало да дође до изузетно интензивног формирања звезда. Раније научници нису знали за такве процесе.
Велики број удаљених галаксија из различитих периода живота Универзума помоћи ће да се разуме како су настали и развијени први системи звезда.
Опширније:
„Џејмс Веб” је послао фотографију судара две огромне галаксије
„Бескорисне“ бактерије на Земљи обезбедиће живот колонистима Марса
На пирамиди у Кини пронађен је портрет "краља предака". Владао је пре више од 4000 година