Međunarodni tim astronoma koristio je podatke NASA-inog svemirskog teleskopa Džejms Veb da prijavi otkriće najranijih galaksija potvrđenih do danas. Svetlosti iz ovih galaksija je trebalo više od 13,4 milijarde godina da stigne do nas, pošto ove galaksije datiraju manje od 400 miliona godina nakon velikog praska, kada je univerzum bio samo 2% svoje sadašnje starosti.
Raniji Vebovi podaci su pružili kandidate za takve male galaksije. Sada su ovi ciljevi potvrđeni dobijanjem spektroskopskih opservacija, otkrivajući karakteristične i karakteristične obrasce u otiscima svetlosti koja dolazi iz ovih neverovatno slabih galaksija.
„Bilo je ključno dokazati da ove galaksije zaista naseljavaju rani univerzum. Vrlo je moguće da se bliže galaksije maskiraju u veoma udaljene galaksije“, rekla je astronom i koautor Ema Kertis-Lejk sa Univerziteta Hertfordšir u Sjedinjenim Državama. Kraljevstvo. „Vidjeti spektar otkriven kao što smo se nadali, potvrđujući da su ove galaksije na pravoj ivici našeg vidokruga, neke dalje nego što je Habl mogao da vidi! To je izuzetno uzbudljivo dostignuće za misiju.“
Zapažanja su rezultat saradnje naučnika koji su predvodili razvoj dva instrumenta na Vebb-u, bliske infracrvene kamere (NIRCam) i bliskog infracrvenog spektrografa (NIRSpec).
Istraživanje najslabijih i najranijih galaksija bila je vodeća motivacija za koncepte ovih instrumenata. U 2015. timovi instrumenata su se udružili da bi predložili JVST Advanced Deep Ektragalactic Survei (JADES), ambiciozni program koji je dodeljen nešto više od jednog meseca vremena teleskopa koji se prostire na dve godine, a dizajniran je da pruži pogled na rani univerzum. bez presedana i po dubini i po detaljima.
JADES je međunarodna saradnja više od osamdeset astronoma iz deset zemalja. „Ovi rezultati su kulminacija zašto su se timovi NIRCam i NIRSpec udružili kako bi izvršili ovaj program posmatranja“, rekla je koautorka Marcia Rieke, glavni istraživač NIRCam-a, sa Univerziteta Arizona u Tusonu.
Prvi krug posmatranja JADES-a bio je fokusiran na područje u i oko ultra dubokog polja Hubble svemirskog teleskopa. Više od 20 godina, ovaj mali deo neba bio je meta skoro svih velikih teleskopa, praveći izuzetno osetljiv skup podataka koji obuhvata ceo elektromagnetni spektar. Sada Vebb dodaje svoj jedinstveni pogled, pružajući najslabije i najoštrije slike do sada dobijene.
Program JADES je počeo sa NIRCam-om, koristeći više od 10 dana misije za posmatranje polja u devet različitih infracrvenih boja, i stvarajući izuzetne slike neba. Region je 15 puta veći od najdubljih infracrvenih slika koje je napravio svemirski teleskop Hubble, ali je još dublji i oštriji na ovim talasnim dužinama. Slika je samo one veličine kao čovek kada se gleda sa milje udaljenosti. Međutim, ona vrvi od skoro 100.000 galaksija, od kojih je svaka uhvaćena u nekom trenutku svoje istorije, milijardama godina u prošlosti.
„Prvi put smo otkrili galaksije samo 350 miliona godina nakon Velikog praska, i možemo biti potpuno sigurni u njihove fantastične udaljenosti“, rekao je koautor Brant Robertson sa Univerziteta Kalifornije, Santa Kruz, član Naučni tim NIRCam-a. „Pronaći ove rane galaksije na tako zapanjujuće lepim slikama je posebno iskustvo.
Na osnovu ovih slika, galaksije u ranom univerzumu mogu se razlikovati po karakterističnom aspektu njihovih boja sa više talasnih dužina. Svetlost se rasteže u talasnoj dužini kako se univerzum širi, a svetlost ovih najmlađih galaksija rastegnuta je za faktor do 14.
Astronomi traže slabe galaksije koje su vidljive u infracrvenom spektru, ali čija se svetlost naglo prekida na kritičnoj talasnoj dužini. Lokacija preseka unutar spektra svake galaksije je pomerena širenjem univerzuma. JADES tim je pretražio Vebove slike tražeći ove prepoznatljive kandidate.
Zatim su koristili instrument NIRSpec, za jedan period posmatranja koji obuhvata tri dana, ukupno 28 sati prikupljanja podataka. Tim je prikupio svetlost iz 250 slabih galaksija, omogućavajući astronomima da proučavaju obrasce koje su atomi u svakoj galaksiji utisnuli na spektar. Ovo je dalo precizno merenje crvenog pomaka svake galaksije i otkrilo svojstva gasa i zvezda u ovim galaksijama.
„Ovo su daleko najslabiji infracrveni spektri ikada snimljeni“, rekao je astronom i koautor Stefano Carniani iz Scuola Normale Superiore u Italiji. „Oni otkrivaju ono što smo se nadali da ćemo videti: precizno merenje granične talasne dužine svetlosti zbog rasejanja intergalaktičkog vodonika.“
Četiri proučavane galaksije su posebno posebne, jer je otkriveno da su u ranoj epohi bez presedana. Rezultati su pružili spektroskopsku potvrdu da ove četiri galaksije leže na crvenom pomaku iznad 10, uključujući dve na crvenom pomaku 13. Ovo odgovara vremenu kada je univerzum bio star otprilike 330 miliona godina, postavljajući novu granicu u potrazi za udaljenim galaksijama. Ove galaksije su izuzetno slabe zbog velike udaljenosti od nas. Astronomi sada mogu da istražuju njihova svojstva, zahvaljujući Vebovoj izuzetnoj osetljivosti.
Astronom i koautor Sandro Tačela sa Univerziteta Kembridž u Ujedinjenom Kraljevstvu objasnio je: „Teško je razumeti galaksije bez razumevanja početnih perioda njihovog razvoja. Kao i kod ljudi, mnogo toga što se dešava kasnije zavisi od uticaja ove rane generacije zvezda. Toliko pitanja o galaksijama čekalo je Vebovu transformativnu priliku i mi smo oduševljeni što možemo da igramo ulogu u otkrivanju ove priče.“
JADES će nastaviti 2023. sa detaljnim proučavanjem drugog polja, usredsređenog na legendarno Hablovo duboko polje, a zatim se vratiti u Ultra duboko polje za još jedan krug dubokog snimanja i spektroskopije. Mnogo više kandidata na terenu čeka spektroskopsko istraživanje, sa stotinama sati dodatnog vremena koje je već odobreno.
