Открыты вторая и четвертая по удаленности от нас галактики — они находятся в скоплении Пандоры

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) обнаружил вторую и четвертую по величине галактики (UNCOVER z-13 и UNCOVER z-12). Они расположены в области космоса, известной как Abell 2744 или скопление Пандоры.

После получения изображения глубокого поля этой области международная группа исследователей подтвердила расстояние до этих древних галактик и сделала выводы об их свойствах, используя новые спектроскопические данные от JWST — информацию о свете, излучаемом во всем электромагнитном спектре. Важно, что эти далекие галактики, находящиеся на расстоянии почти 33 миллиардов световых лет от нас, дают представление о том, как могли формироваться самые ранние галактики во Вселенной.

По словам исследователей, в отличие от других галактик, подтвержденных на этом расстоянии и которые появляются на изображениях в виде красных точек, новые галактики больше и по форме напоминают арахис и пушистый шар. Статья с описанием галактик вышла в Astrophysical Journal Letters.

В настоящее время ученым очень мало известно о ранней Вселенной, и единственный способ получить больше информации об этом периоде и проверить теории формирования и роста ранних галактик — это изучить далекие галактики. Наблюдения галактик с большим красным смещением служат критической прямой проверкой теорий формирования ранних галактик, однако на сегодняшний день только три из них были спектроскопически подтверждены. Из-за сильного гравитационного линзирования на большой площади поле скопления Abell 2744 идеально подходит для поиска самых ранних галактик.

Эти две галактики были в числе 60 000 источников света в скоплении Пандоры, обнаруженных на одном из первых изображений глубокого поля, сделанных JWST в 2022 году.

В течение нескольких месяцев ученые сократили список из 60 000 источников света до 700 кандидатов для последующего исследования, 8 из них потенциально могли оказаться одними из первых галактик. Две галактики были молодыми, имели в своем составе мало металлов, быстро росли и активно образовывали звезды.

Свету от обнаруженных галактик пришлось проделать очень долгий путь, чтобы достичь Земли. По оценкам исследовательской группы, свет, обнаруженный JWST, был испущен двумя галактиками, когда Вселенной было около 330 миллионов лет, и прошел около 13,4 миллиардов световых лет, чтобы достичь JWST. Но, по словам ученых, галактики в настоящее время находятся на расстоянии около 33 миллиардов световых лет от Земли из-за расширения Вселенной, которое произошло за это время.

Примечательно, что обнаруженные галактики значительно крупнее других, находящихся на таких огромных расстояниях от нас. Одна из них как минимум в шесть раз больше и имеет диаметр около 2000 световых лет. Однако считается, что ранняя Вселенная была очень сжатой, поэтому удивительно, что найденная галактика настолько велика.

Ученым пока непонятно, связана ли разница в размерах этих двух галактик с тем, как образовались звезды, или с тем, что случилось с ними после того, как они сформировались, но разнообразие их свойств действительно вызывает интерес. Ожидается, что эти ранние галактики образовались из схожих материалов, но уже сейчас очевидно, что они сильно отличаются друг от друга.

Авторы работы говорят, что ранние галактики подобны маякам, свет которых прорывается сквозь очень тонкий газообразный водород, составлявший раннюю Вселенную. Только благодаря их свету ученые могут получить понимание экзотической физики, которая управляла галактикой на заре ее формирования.