Наблюдения, проведенные с помощью телескопа «Джеймс Уэбб», тусклой галактики из ранних этапов Вселенной, продемонстрировали ее компактность, высокую активность звездообразования и низкое содержание металлов. Исследование ученых позволило детализировать процессы, происходившие в начальные времена мироздания.
Международная команда астрономов, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), исследовала удаленную тусклую галактику, зарегистрированную в астрономических каталогах как JADES-GS-z14-1. Результаты наблюдательной кампании, опубликованные на сервере препринтов arXiv, освещают природу и свойства этой галактики.
Запущенный в космос в 2021 году, JWST предназначен для поиска и исследования самых удаленных объектов, относящихся к ранней Вселенной. Он предоставляет возможность наблюдать галактики в течение первых 500 миллионов лет после Большого взрыва.
Одной из таких ранних галактик является JADES-GS-z14-1 — самая тусклая из подтвержденных спектроскопически галактик, с красным смещением z≈14,0. Она расположена рядом с более яркой соседкой JADES-GS-z14-0 в созвездии Печь. Галактика имеет абсолютную ультрафиолетовую звездную величину -19,0 и является относительно компактной, ее радиус полуоси не превышает 520 световых лет. Предыдущие наблюдения показали, что ее масса составляет примерно 108M⊙, а скорость звездообразования — около 2M⊙ в год.
Команда астрономов под руководством Цзыхао У из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже использовала JWST для получения глубоких изображений и спектроскопии JADES-GS-z14-1. Наблюдения проводились с применением инструмента среднего инфракрасного диапазона (MIRI), камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и спектрографа ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) JWST в рамках программы JADES (JWST Advanced Deep Extragalactic Survey — Продвинутое глубокое внегалактическое исследование «Джеймса Уэбба»).
Во время наблюдений была осуществлена уникальная 70,7-часовая интеграция данных MIRI/F770W, 16-полосная фотометрия NIRCam и 56-часовая спектроскопия NIRSpec/PRISM. JWST лишь частично идентифицировал JADES-GS-z14-1. Более того, исследование не выявило значительных линий ультрафиолетового излучения в системе покоя в глубокой призменной спектроскопии NIRSpec, несмотря на чрезвычайно высокое разрешение съемки.
Полученные данные показывают, что физический радиус JADES-GS-z14-1 не превышает 163 световых лет. Звездная масса галактики составляет всего 4x1072M⊙. Оценка скорости звездообразования осталась прежней — около 2M⊙ в год.
Анализируя историю звездообразования JADES-GS-z14-1, команда обнаружила, что скорость рождения новых звёзд увеличилась за последние 10 миллионов лет до 2,3M⊙ в год, и галактика сформировала почти 70% своей звездной массы именно в этот период.