Астрономы сделали удивительные снимки двух самых далеких галактик, которые когда-либо видели. Сверхглубокие изображения, сделанные в инфракрасном диапазоне, впервые подтверждают реальность этих небесных херувимов. Исследователи теперь могут взвешивать галактики и определять их возраст в более ранние времена, чем когда-либо прежде, предоставляя важные сведения об эволюционном происхождении галактик, таких как наш Млечный Путь. Работа опубликована в выпуске Astrophysical Journal Letters от 1 октября.
Carnegie Fellow Иво Лаббе вместе с Ричардом Боуэнсом и Гартом Иллингвортом из UCO/Lick Observatory Калифорнийского университета в Санта-Круз и Марином Франксом из Лейденской обсерватории исследовали галактики в сверхглубоком поле Хаббла (HUDF).) с помощью чувствительной инфракрасной камеры (IRAC) на борту космического телескопа NASA Spitzer. HUDF, отсканированный космическим телескопом Хаббла НАСА в конце 2003 года, остается самым глубоким изображением, когда-либо сделанным в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах.
Эти две галактики видны, когда Вселенная была еще младенцем - через 700 миллионов лет после Большого Взрыва, или пять процентов нынешнего возраста Вселенной. Они принадлежат к драгоценной небольшой выборке столь же древних галактик, открытых два года назад Боуэнсом, Иллингвортом и Франксом и подробно проанализированных в Nature в прошлом месяце. Относительный дефицит таких далеких источников света указывает на то, что в этот ранний период галактики быстро росли от очень небольшого числа звезд до массивных галактик, которые мы наблюдаем в более поздние времена.
Поскольку их так мало, проверка существования далеких галактик и измерение их свойств имеет первостепенное значение. Новые наблюдения Спитцера в среднем инфракрасном диапазоне оказались важными для команды Лаббе, поскольку анализ был невозможен только на основе данных Хаббла.
«Спитцер - удивительная маленькая машина, - сказал Лаббе. «Это замечательное достижение, что небольшой 0,85-метровый телескоп может видеть источники на расстоянии 12,7 миллиардов световых лет». Хотя астрономы и раньше наблюдали далекие галактики, это самые далекие галактики, для которых были рассчитаны подробные физические характеристики. «Я уверен, что мы не смогли бы подтвердить существование этих галактик, не говоря уже о вычислении их звездной массы и возраста, без Спитцера», - добавил Лаббе..
Двум галактикам было от 50 до 300 миллионов лет - они сами были младенцами по галактическим меркам - и весили примерно в сто раз меньше, чем наш взрослый Млечный Путь. Возраст и масса предполагают, что они уже существовали намного раньше, примерно через 500-600 миллионов лет после Большого взрыва. Они могут быть одними из первых галактических систем, сформировавшихся во Вселенной вскоре после первых звезд, а это означает, что будущие обзоры могут выявить светящиеся галактики даже в более ранние времена, чем те, которые были измерены Лаббе и его коллегами.
Первые 500 миллионов лет после Большого взрыва известны астрономам как «Темные века», потому что Вселенная была заполнена облаками нейтрального газообразного водорода, которые скрывали галактики от нашего взгляда. Астрономы предполагают, что новообразованные галактики начали излучать достаточно радиации, чтобы прожечь космический туман, превратив Вселенную сначала в вздымающуюся пену плазмы, а затем в прозрачное состояние, которым она является сегодня.
Команда исследовала, могло ли звездообразование в галактиках быть причиной рассеивания этой дымки, но их расчеты показали, что галактики в этом исследовании слишком малы и их слишком мало. Боуэнс сказал: «По всей вероятности, в те ранние времена существовало намного больше галактик, но они слабее, чем мы можем видеть с помощью современных телескопов».
Помощь уже в пути. В следующем году на «Хаббл» будут установлены новые мощные инструменты, а следующее десятилетие ознаменуется появлением телескопов следующего поколения, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба и запланированные наземные телескопы 30-метрового класса. Поэтому Лаббе остается оптимистом. «Я подозреваю, что у HUDF есть еще много секретов, которые нужно раскрыть. С новыми инструментами и телескопами мы сможем сделать еще много открытий из этого относительно крошечного кусочка неба».
Эта работа основана на наблюдениях, сделанных с помощью космического телескопа Спитцер НАСА, космического телескопа Хаббл НАСА/ЕКА и телескопа Магеллан Бааде в Европейской южной обсерватории в Паранале, Чили.
В состав проектной группы входят Иво Лаббе (Обсерватории Карнеги), Ричард Боуэнс и Гарт Иллингворт (Калифорнийский университет, Санта-Крус) и Марин Франкс (Лейденская обсерватория).