Содержание
Астрономы представили революционное исследование, которое дает наиболее полное представление о формировании и эволюции галактик в критический период истории Вселенной. Результаты, полученные с помощью космического телескопа NASA James Webb, стали частью обзора MIRI EGS Galaxy and AGN (MEGA), демонстрирующего возможности его инфракрасного инструмента MIRI.
Благодаря способности заглядывать сквозь космическую пыль, которая ранее скрывала от обсерваторий ключевые астрономические объекты, новые данные проливают свет на процессы звездообразования и роста черных дыр в эпоху «Космического полдня» — период от 10 до 12 миллиардов лет назад, когда галактики активно наращивали звездную массу.
Съемка с высоким разрешением, охватывающая участок Extended Groth Strip размером 70 угловых минут, позволила ученым изучить более тусклые галактики, чем это было возможно ранее. Новые данные уточняют их свойства и углубляют понимание того, как они формировались и эволюционировали вместе со сверхмассивными черными дырами.
Новый взгляд на запыленную Вселенную
Предыдущие телескопы, такие как Spitzer и WISE, не обладали достаточным разрешением для изучения галактик на больших красных смещениях, скрытых космической пылью. Однако инструмент MIRI на телескопе Webb «пробивает» эту завесу, предоставляя изображения беспрецедентной четкости. Это позволяет исследовать галактики вплоть до красного смещения z~3, что соответствует огромным расстояниям.
Как отмечают авторы исследования, если раньше звездообразование в эпоху «Космического полдня» изучалось по незатененным данным в ультрафиолетовом и оптическом диапазонах, то теперь MIRI дает возможность измерить скрытые темпы звездообразования по излучению полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) — надежных маркеров звездообразующих регионов.
Звездное рождение в «Космический полдень»
Около половины всей звездной массы во Вселенной сформировалось именно в эту эпоху. Понимание того, как пыль скрывает процессы звездообразования, критически важно для восстановления полной картины роста галактик.
Чувствительность MIRI также позволяет изучать запыленные области вокруг активных галактических ядер (AGN) — зон, окружающих сверхмассивные черные дыры в центрах галактик. В рамках обзора MEGA были объединены 67 часов наблюдений Webb в четырех фильтрах (F770W, F1000W, F1500W и F2100W), а также применены сложные методы обработки данных для устранения шумов. Это позволило выявить даже самые тусклые галактики, ранее недоступные для наблюдения.
Рост галактик и аккреция черных дыр
Данные MEGA дают ученым возможность одновременно отслеживать темпы звездообразования и поглощения материи черными дырами в одних и тех же галактиках. Это открывает новые пути для изучения их совместной эволюции. Первые результаты уже показывают, что наблюдения MIRI расширяют прежние оценки, предлагая более полную картину галактик эпохи «Космического полдня».
Кроме того, обзор выявил различия в морфологии галактик в среднем инфракрасном диапазоне по сравнению с ближним ИК-излучением, включая признаки более активных слияний, чем показывали данные Hubble или ранние наблюдения Webb с инструментом NIRCam.
Поиск скрытых черных дыр
Благодаря среднему инфракрасному диапазону, MEGA также эффективно выявляет малозаметные AGN с низкой светимостью и те, что скрыты плотными облаками пыли. Предварительные оценки указывают, что около 10% галактик в эпоху «Космического полдня» могут содержать активные черные дыры, что может изменить существующие модели их роста и связи с ранними галактиками.
Кроме того, MEGA позволяет изучать загадочные «маленькие красные точки» — компактные галактики с горячей пылью, которые, вероятно, связаны с активностью черных дыр.
Исследование подтверждает, что инфракрасная астрономия с телескопом Webb кардинально меняет наше понимание ключевых этапов эволюции Вселенной. Полный каталог данных и изображений уже доступен для дальнейшего изучения.
Новая работа под названием «MEGA Mass Assembly with JWST: The MIRI EGS Galaxy and AGN Survey» опубликована на сервере препринтов arXiv.org.
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ru Читайте все последние новости астрофизики на New-Science.ru