Несмотря на то, что сама фотография является современной, она демонстрирует пейзаж, относящийся к глубокой древности. Эта снимка, сделанная Космическим телескопом Джеймса Уэбба 3 июля, была опубликована NASA и изображает скопление галактик MACS J0553.4-3342. Инфракрасная камера (NIRCam) телескопа зарегистрировала изображение этого скопления в 2026 году, однако сам момент события произошел 4,4 миллиарда лет назад.
Первое, что необходимо понять, заключается в том, что свет требует времени для перемещения через космос. Во-вторых, JWST (сокращение от James Webb) способен наблюдать самые отдаленные области в глубинах пространства. Благодаря этому, телескоп фактически функционирует как своего рода машина времени.
Свет движется с постоянной скоростью, составляющей приблизительно 300 тысяч километров в секунду. Это означает, что любое изображение объекта в космосе отражает не его текущее состояние, а то, каким он был в момент испускания света. Поскольку Джеймс Уэбб спроектирован для наблюдения чрезвычайно далеких объектов, находящихся на расстоянии миллиардов световых лет от Земли, он фиксирует лучи света, которые путешествовали в пространстве миллиарды лет. Регистрируя эту древнюю светимость, телескоп отображает Вселенную именно такой, какой она была в далеком прошлом.
По сути, наблюдение за глубинами космоса через Джеймс Уэбб эквивалентно просмотру записанного «перемотки» детства Вселенной. Таким образом, исследователи могут увидеть звезды и галактики, сформировавшиеся вскоре после Большого взрыва. Эта способность не уникальна для JWST; другие телескопы, такие как Хаббл, также изучали прошлое космоса и предоставляли впечатляющие старые изображения. Тем не менее, Джеймс Уэбб обладает своими отличительными особенностями.
Чтобы увидеть это столь далекое прошлое, телескоп использует высокотехнологичные инфракрасные датчики. Причина кроется в следующем: за миллиарды лет путешествия свет, испущенный первыми галактиками, подвергся явлению, известному как «красное смещение», вызванному непрерывным расширением самой ткани пространства. Это расширение растянуло видимый и ультрафиолетовый свет, превратив его в инфракрасный свет, который не виден человеческому глазу. Захватывая эту растянутую инфракрасную радиацию, Джеймс Уэбб раскрывает тайны зарождения космоса, действуя как наш космический археолог.
Еще один интересный момент состоит в том, что чем дальше небесное тело находится от нас, тем больше времени требуется его свету, чтобы преодолеть космос и достичь наших глаз. Поэтому свет любимого вами созвездия, вероятно, путешествовал миллионы световых лет, чтобы попасть в ваше поле зрения. В следующий раз, глядя на звездное небо, стоит помнить, что вы наблюдаете мозаику древних пейзажей.
Млечный Путь мог претерпеть резкое изменение ориентации из-за значительного столкновения, произошедшего примерно десять-одиннадцать миллиардов лет назад. Эта гипотеза была недавно выдвинута астрономами из Университета Дурхама во время Национальной астрономической конференции Королевского астрономического общества, проходившей в Бирмингеме.
Вывод был достигнут путем анализа космологических симуляций с участием галактик, подобных нашей, которые были сопоставлены с данными, полученными миссией Gaia Европейского космического агентства. Основная цель этого исследования — выяснить причину, по которой звездный гало Млечного Пути вращается значительно медленнее, чем предполагали исследователи.
Если эта интерпретация будет подтверждена, она добавит новый сегмент в повествование о формировании галактики и может дать представление об эволюции темной материи. Кроме того, это предполагает, что расположение Солнечной системы внутри Млечного Пути не оставалось постоянным в течение времени.
Чтобы изучить причину медленного вращения звездного гало, ученые отслеживали эволюцию двадцати пяти галактик с характеристиками, схожими с Млечным Путем, используя суперкомпьютеры на протяжении миллиардов лет. Они стремились определить, какие события могли привести к конфигурации, подобной наблюдаемой в настоящее время.
Сравнение показало, что галактики, чьи звездные гало вращаются медленнее, имели две заметные характеристики: они испытали фронтальное столкновение с другой галактикой, а затем претерпели изменение ориентации дисков более чем на 90 градусов, событие, которое астрономы называют «разворотом диска».
Кирилл Батраков, исследователь, ответственный за исследование, отметил, что сама история Млечного Пути указывает на возможность того, что этот процесс произошел в нашей галактике. Он заявил на презентации на Национальной астрономической конференции Королевского астрономического общества: «Мы уже знаем, что Млечный Путь пережил огромное фронтальное столкновение с галактикой, известной как Gaia-Sausage-Enceladus. Поэтому мы полагаем, что диск Млечного Пути, вероятно, также изменил свою ориентацию в прошлом».
Исследователи напоминают, что Gaia-Sausage-Enceladus, прозванная «Сосисоидной галактикой», была карликовой галактикой, которая была поглощена Млечным Путем десять-одиннадцать миллиардов лет назад. Эта встреча считается крупнейшим событием слияния на ранней стадии нашей галактики, оставившим после себя миллиарды звезд на чрезвычайно вытянутых орбитах.
По мнению авторов, идентификация этой древней инверсии диска расширяет возможности понимания поведения гало темной материи, поскольку результаты указывают на сильную корреляцию между вращением этой невидимой структуры и вращением гало, состоящего из звезд.
Батраков подчеркивает, что модификация такого масштаба изменила бы траекторию большинства звезд Млечного Пути. Он заявил: «Инверсия диска означает, что большинство звезд Млечного Пути прошли очень разные траектории, чем нынешние, возможно, даже наше Солнце, что указывает на то, что наше кажущееся стабильным положение в галактике, возможно, не было таким на протяжении всего существования Солнечной системы».
Астроном также подчеркивает, что реконструкция столь отдаленных событий помогает сравнивать эволюцию Млечного Пути с эволюцией других галактик. Батраков заключил во время публикации исследования: «Поскольку мы живем внутри Млечного Пути, мы можем изучать его с уровнем детализации, невозможным в любой другой галактике. Открытие того, что его диск изменил ориентацию, добавляет новую главу в его историю и показывает, что возможно восстановить это сложное прошлое на основе текущих наблюдений».
Наблюдения, проведенные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, предоставили новые данные о том, как возникли первые звезды и галактики. Ученые исследовали карликовую галактику Sextans A, чтобы понять, как Вселенная начала накапливать богатую тяжелыми элементами пыль на ранних этапах.
Это исследование было проведено из-за ограничений современных инструментов для глубокого анализа самых древних галактик космоса. В качестве решения команда сосредоточила свое расследование на системе, расположенной примерно в 4,6 миллионах световых лет от Земли, химический состав которой схож с составом первых галактик.
Результаты указывают на то, какие звезды были наиболее ответственны за создание космической пыли — материала, который впоследствии способствовал рождению новых звезд и галактической эволюции. Исследование было опубликовано в понедельник, 20-го числа, в журнале The Astrophysical Journal.
Несмотря на способность Джеймса Уэбба захватывать очень далекие галактики, детальный анализ этих объектов остается сложной задачей. Чтобы обойти эту трудность, исследователи решили изучить Sextans A — карликовую галактику, которая имеет химическое сходство с системами, существующими в первые миллиарды лет Вселенной.
По словам ответственной группы, эта среда предоставляет уникальную возможность изучить явления, произошедшие, когда первые звезды начали изменять состав пространства между ними. Клаудио Гаветти, руководитель исследования в Национальном институте астрофизики (INAF), заявил, что наблюдение за близкой галактикой, такой как Sextans A, с похожими химическими условиями, является ценной возможностью для понимания эволюции первых поколений звезд и их роли в преобразовании межзвездной среды.
В начале истории Вселенной преобладали водород и гелий, а более тяжелые элементы были редкостью. Первые звезды генерировали эти элементы в своих ядрах, а после взрыва в виде сверхновых в конце своей жизни рассеивали этот материал в межзвездной среде. Позже это сырье было включено в новые звездные поколения.
Исследователи заметили, что Sextans A имеет концентрацию тяжелых элементов, соответствующую всего 1–7% от содержания в Солнце. Эта характеристика делает галактику естественной лабораторией для моделирования условий молодой Вселенной.
Для проведения работы команда использовала инструменты NIRCam и MIRI, оба присутствующие на Джеймсе Уэббе. Наблюдения позволили картировать звезды галактики, проходящие фазу, известную как асимптотическая ветвь красных гигантов, период, характеризующийся резким увеличением яркости и структурными изменениями.
Анализ показал, что около 90% этих звезд не были окружены пылью. В отличие от этого, примерно двадцать из них демонстрировали плотные слои этого материала, что свидетельствует о том, что они служили важными производителями космической пыли. Исследование показывает, что эти звезды образовались между 2 и 3 миллиардами лет назад и имели начальную массу, эквивалентную примерно полутора массам Солнца.
Авторы заключили, что идентификация этих объектов углубляет понимание того, какие типы звезд помогли обогатить Вселенную элементами, необходимыми для возникновения новых звезд и развития галактик с течением времени. Флавия Делл'Агли, исследователь из Национального института астрофизики (INAF), подчеркнула, что JWST позволяет наблюдать среды с беспрецедентным уровнем детализации, ценность которого заключается не только в изображениях, но и в сравнении с теоретическими моделями для подтверждения описания звездной эволюции.
