Исследователи из Университета Гронингена (Нидерланды) проанализировали первое изображение далеких областей Вселенной, сделанное с помощью телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Они впервые обнаружили источники инфракрасного излучения с длиной волны 7,7 микрометра, которые оказались галактиками на расстоянии более четырех миллиардов лет от Земли. Выводы астрономов представлены в препринте, доступном в репозитории arXiv.
Исследователи представили результаты первого в своем роде наблюдения источников инфракрасного излучения с длиной волны 7,7 микрометра. Эти объекты располагаются в направлении скопления галактик SMACS J0723.3-7327, удаленного на сопутствующее расстояние в 5,12 миллиарда световых лет и подвергающееся гравитационному линзированию — эффекту, когда изображение объекта искажено из-за влияния гравитационного поля массивного тела.
Изучение спектрального распределения энергии излучения источников позволило определить расстояние до них и их физические параметры. Оказалось, что в большинстве своем они являются типичными галактиками с красным смещением до z = 4, однако два процента представлены галактиками с экстремальными значениями красного смещения z = 9-10. Это соответствует сопутствующим расстояниям, равным 23 миллиардам световых лет и 30-31 миллиардам световых лет.
Четыре наиболее удаленные галактики в SMACS 0723
Анализ самого первого изображения, полученного космическим телескопом Джеймса Уэбба, показывает, что инфракрасный телескоп способен выявлять детали галактик того времени, когда Вселенной было всего около одного миллиарда лет. Фото: E. Iani & K. Caputi / JWST
Звездные массы галактик оцениваются в диапазоне от десятков миллионов до сотен миллиардов солнечных масс. Большинство галактик имеют голубой цвет и очень немногие принимают красный оттенок, что в некоторых случаях, но далеко не всегда объясняется наличием большого количества поглощающей и рассеивающей свет пыли.
Скопление SMACS J0723.3 стало целью первого изображения глубокого поля Уэбба, которое было опубликовано 11 июля 2022 года. Свет от него шел около 4,3 миллиарда лет, что меньше сопутствующего расстояния из-за того, что за все время путешествия фотонов расстояние между Млечным Путем и скоплением успело увеличиться в результате расширения Вселенной. Изображение скопления SMACS J0723.3, сделанное Уэббом, сегодня является самым детализированным снимком столь далекой области космоса.
До запуска космического телескопа Джеймса Уэбба наблюдения в среднем инфракрасном диапазоне с длиной волны более пяти микрометров ограничивались такими внегалактическими источниками, как активные галактические ядра и яркие галактики с красным смещением z = 3. Ученые ожидают, что в скором времени JWST с его камерой MIRI (Mid-Infrared Instrument) произведет революцию в астрономических наблюдениях отдаленной Вселенной в инфракрасной области спектра.