Космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST) впервые обнаружил органические молекулы в далекой галактике, свет от которой летел до Земли 12 миллиардов лет. Об открытии сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature.
Международная группа астрономов под руководством ученых из Университета Иллинойса провели наблюдения за галактикой SPT0418-47, которая из-за огромного расстояния до нее выглядит так, как если бы возраст Вселенной был менее 1,5 миллиарда лет. Она хорошо различима благодаря явлению гравитационного линзирования, когда некий крупный объект (например, близкая к нам массивная галактика) искривляет и усиливает свет от фонового объекта. В данном случае линзирование увеличивает SPT0418-47 примерно в 30-35 раз, но искривляет ее в виде так называемого кольца Эйнштейна.
SPT0418-47, впервые обнаруженная телескопом Южного полюса Национального научного фонда, окутана космической пылью, поэтому видна лишь в инфракрасном спектре, поскольку крупные частицы поглощают ультрафиолетовое излучение звезд и испускают энергию в виде инфракрасных электромагнитных волн. Учитывая отдаленность галактики, ее практически невозможно наблюдать с помощью наземных инструментов, которые не способны различить звезды в облаке пыли.
Спектроскопические данные, полученные JWST, показывают, что межзвездный газ в SPT0418-47 обогащен тяжелыми элементами. Это значит, что успели смениться несколько поколений звезд, поскольку самые первые звезды могли изначально состоять только из водорода и гелия, но постепенно производили более тяжелые элементы либо в результате термоядерных реакций в недрах, либо в результате вспышек сверхновых.
Как отмечают авторы, высокая чувствительность JWST позволяет наблюдать атомный и молекулярный состав далеких галактик, обеспечивая ученых информацией об их формировании, жизненном цикле и развитии. Так, в инфракрасном спектре галактики были замечены особенности, указывающие на существование полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). Совокупный свет, переизлученный молекулами ПАУ, соответствует преобладанию звездообразования (а не аккреции вокруг черных дыр) в инфракрасном излучении всей галактики.
Кроме того, свет от молекул ПАУ, горячей пыли и крупных пылинок и звезд пространственно различается. Это свидетельствует либо о том, что малые и большие пылинки не расположены вместе внутри галактики, либо о наличии больших вариаций в нагреве пылинок локальным УФ-излучением. Дальнейшие наблюдения с помощью JWST должны помочь ответить на вопрос, являются ли такие пространственные смещения общей чертой галактик с большим красным смещением.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение