як крихти з минулого переписали Всесвіт

Малі галактики — великі зміни: як телескоп «Вебб» розкрив секрети космічного перетворення.

Відлуння раннього Всесвіту в даних Джеймса Вебба

За допомогою телескопа Джеймса Вебба, астрономи виявили 83 малі галактики, що виникли близько 800 мільйонів років після Великого вибуху. Ці зоряні системи, незважаючи на скромні розміри, стали ключовими агентами реіонізації — процесу, що очистив космос від туману нейтрального водню. Як пояснив Ісак Волд з Університету Католицької Америки: «Ці маленькі галактики перевершують свою вагу у виробництві ультрафіолетового світла».

Команда Волда використовувала надчутливі інструменти NIRCam та NIRSpec, щоб детально проаналізувати зоряні спалахи та іонізаційні процеси в галактиках у скупченні Abell 2744, яке виступає гравітаційною лінзою, збільшуючи віддалені джерела.

Галактики-спалахи: що зробило їх такими потужними

У фокусі дослідження — галактики з екстремальним темпом зореутворення, що створюють «канали» для виходу ультрафіолетового випромінювання. «Малі галактики утримують менше водню, що полегшує прорив іонізуючого світла», — зазначає Джеймс Роадс. Атоми кисню, позбавлені двох електронів, випромінювали зелене світло, яке тепер розтягнулося в інфрачервоний діапазон — сигнал, який вловив телескоп.

Інфрачервоні знімки дозволили побачити ці крихітні галактики у період, коли Всесвіту було лише 6% від його теперішнього віку — 13,8 мільярда років. Завдяки чутливості Вебба, команда змогла ідентифікувати саме ті об’єкти, що відповідальні за одне з найважливіших перетворень в історії Всесвіту.

Вклад малих галактик у глобальні процеси

Незважаючи на мізерну масу, ці галактики створювали значну частину ультрафіолетового випромінювання. «Для утворення маси, подібної до Чумацького Шляху, потрібно до 200 тисяч таких галактик», — розповіла Санджіта Малхотра. Але саме їхня кількість і енергійна активність стали вирішальними.

Аналогічні структури в сучасному Всесвіті — “зелені горошини” — вивільняють до 25% іонізуючого світла. Якщо це ж стосується ранніх малих галактик, то вони могли забезпечити весь необхідний ультрафіолет для перетворення нейтрального водню в іонізований стан.

Нові обрії досліджень з Джеймсом Веббом

Телескоп «Вебб» вже вважається провідною обсерваторією космічних наук, здатною зазирати в найвіддаленіші куточки Всесвіту. Ці нові дані не лише поглиблюють розуміння реіонізації, а й відкривають шлях до вивчення формування перших галактик і світлових джерел. «Наш аналіз вдесятеро чутливіший за попередні», — наголосив Волд.

Проєкт UNCOVER показав, як поєднання інфрачервоних спостережень і гравітаційного лінзування дозволяє бачити космос таким, яким він був у найдавніші часи. Ці відкриття є кроком до розкриття повної картини народження світла у Всесвіті.