Давным-давно, в самые ранние эпохи Вселенной, родились первые галактики, и астрономы хотят знать о них как можно больше. Им особенно интересно узнать, когда именно образовались эти далёкие галактики и какими были их звёзды. Теперь, когда JWST является действующей обсерваторией, астрономы рады использовать её данные для изучения тех ранних эпох. Им не терпится увидеть самые отдалённые объекты и, что вполне вероятно, перестроить космическую временную шкалу после Большого взрыва.
13 июля 2022 года стало знаменательным днём. Тогда были выпущены первые изображения телескопа. Многие называют это первым днём новой эры астрономии. Они не ошибаются, даже если это звучит грандиозно. С тех пор астрономы копаются в изображениях и данных, чтобы узнать больше о нашей Вселенной.
JWST ответит на множество вопросов, которые астрономы задают о самых ранних эпохах Вселенной. В частности, они хотят узнать больше о далёких галактиках, которые существуют “там”. Благодаря своей инфракрасной чувствительности телескоп будет смотреть дальше того, что показывает почтенный и высокопроизводительный космический телескоп “Хаббл”. А группа астрономов из США, Израиля и Китая предлагает использовать данные JWST для поиска ранних галактик. Они хотят наблюдать за объектами, существующими на красных смещениях за пределами z~11. Тогда возраст новорожденной Вселенной составлял около 420 миллионов лет.
Использование NIRCAM для изучения 88 далеких галактик на z~20
Их предпочтительным инструментом на борту JWST является камера ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и изображения очень удалённых объектов, которые она создает. Инструмент должен быть в состоянии расширить наше представление до времени, прошедшего всего через десятки миллионов лет после Большого Взрыва. Именно тогда начали формироваться первые галактики (если они существовали) – в Эпоху Реионизации. Это период, когда свет мог свободно путешествовать по молодой Вселенной.
Конечно, NIRCam не может проводить такие наблюдения самостоятельно. Он получает космическую помощь. В частности, телескоп использовал гравитационное линзирование для получения изображений самых ранних галактик. Его цель – ближайшее скопление галактик SMACS 0723-73. Этот кластер является очень массивным. Благодаря гравитационному влиянию своей большой массы он признан отличным космическим “увеличительным стеклом”. Это гравитационная линза, которая усиливает изображение далёких галактик, населяющих далёкую Вселенную. К счастью, поле зрения NIRCam достаточно велико, чтобы можно было изучать как само скопление, так и области вокруг него, не усиленные гравитационным линзированием.
Составление списка галактик и проверка его дважды
Международная команда провела поиск галактик-кандидатов, используя данные ERO из наблюдений SMACS 0723-73. Они идентифицировали 88 галактик-кандидатов на очень больших расстояниях (красное смещение z>11). Они надеются, что некоторые из них могут находиться на расстояниях до z~20. Это время менее чем через 100 миллионов лет после Большого взрыва. Если подтвердится, что эти галактики находятся в таких ранних эпохах космического времени, это будет удивительно. Это будет означать, что временную шкалу Вселенной после Большого Взрыва, возможно, придётся изменить. Это так же означало бы, что начало Эпохи Реионизации наступило намного раньше, чем мы предполагали.
В настоящее время астрономы считают, что Эпоха Реионизации началась примерно через 370 000 лет после Большого взрыва. До этого Вселенная находилась в горячем, плотном состоянии, Заполненном супом из ионизированного газа. В конце концов, он достаточно остыл, чтобы протоны и нейтроны объединились и образовали нейтральные атомы. И именно тогда свет от самых ранних галактик и их звёзд, наконец, смог свободно перемещаться по расширяющейся Вселенной.
Однако если, как и ожидалось, первые галактики можно будет увидеть лишь через несколько десятков миллионов лет после Большого Взрыва, то, возможно, Космические Тёмные Века длились не так долго, как все думали. NIRCam и спектроскопические наблюдения этих ранних галактик в конечном итоге подтвердят их возраст, что поможет уточнить временную шкалу ранней Вселенной.
Источник: https://universetoday.ru/
