Исследователи проекта «Расширенное глубокое внегалактическое исследование» (Advanced Deep Extragalactic Survey или JADES) космического телескопа «Джеймс Уэбб» подтвердили с использованием спектроскопии расстояние до некоторых из самых далеких галактик, обнаруженных телескопом «Хаббл». Одна из них видна всего через 330 млн лет после Большого взрыва — это одна из самых первых галактик Вселенной.
Эта галактика называется JADES-GS-z13-0 и сейчас находится в 33 млрд световых лет, при этом наблюдаемый свет от нее был испущен примерно через 330 млн лет после Большого взрыва и двигался до Земли в течение 13,4 млрд лет. Такая разница объясняется эффектом расширения Вселенной, в результате которого объекты удаляются друг от друга со временем.
Оценка спектроскопического красного смещения для четырех галактик на основе предела Лаймана. Изображение: NASA, ESA, CSA, M. Zamani (ESA/Webb), Leah Hustak (STScI), Brant Robertson (UC Santa Cruz), S. Tacchella (Cambridge), E. Curtis-Lake (UOH), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), JADES Collaboration
Проект JADES использовал наблюдения нового мощного телескопа «Джеймс Уэбб», чтобы проверить наблюдения, сделанные «Хабблом». С помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) «Уэбба» ученые исследовали тот же участок неба в девяти различных диапазонах инфракрасных длин волн, а с помощью NIRSpec оценивали красное смещение разных галактик.
На изображениях ученые искала слабые галактики, видимые в инфракрасном диапазоне, но чьи спектры резко обрываются на критической длине волны (пределе Лаймана). Самые древние звезды состоят преимущественно из водорода, поэтому в их спектре нет линий короче этого предела. Измерение этого показателя позволяет оценить расстояние до далеких объектов, а наличие предела показывает, что излучение испущено древней звездой.
Ученые использовали два метода проверки фотометрическое и спектроскопическое красное смещение, чтобы установить расстояние до галактик. Они обнаружили, что четыре из изученных галактик, сформировались на заре Вселенной, менее чем через 400 млн лет после Большого взрыва.
Данные, собранные телескопом, показывают не только расстояние, но и свойства далеких систем: им не менее 100 млн лет, а масса каждой из них составляет около 100 млн солнечных. При этом галактики образовались очень быстро и активно ионизировали газообразный водород вокруг себя. Дальнейшие исследования помогут лучше понять историю ранней Вселенной, считают ученые.
