Химическая ДНК Вселенной: телескоп Уэбба помогает понять происхождение галактик

Чем глубже мы направляем взгляд в бескрайнюю просторы космоса, тем дальше в прошлое простирается наше восприятие. Свет, испускаемый молодыми галактиками нашей Вселенной, должен пройти миллиарды лет, чтобы добраться до нас, и наши инструменты, пропитанные информацией о космическом зарождении, умело его регистрируют. Этот свет не только раскрывает тайны наших истоков, но и указывает нам путь вперёд.

Для разгадывания эволюции этих "юных" галактик раннего этапа Вселенной группа астрофизиков под руководством Северо-Западного университета обратилась к данным космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), фиксировавшего области, сформировавшиеся всего два-три миллиарда лет после Большого взрыва.

Особое внимание ученые уделили анализу результатов исследования химической эволюции, основанного на использовании ионизированных линий в межзвёздных сияниях (CECILIA). Оказалось, что эти галактики не только проявляют более высокую температуру, чем предполагалось, но также содержат тяжелые элементы, такие как никель.

Исследователи сфокусировали свое внимание на 33 далёких галактиках в течение продолжительного 30-часового периода. Путем объединения длин волн света из 23 из этих галактик они создали цельную картину происходящего в этих структурах. Полученные спектры содержат информацию о средней температуре и возможных элементах, скрытых внутри.

"Хоть это и размывает детали отдельных галактик, но дает нам лучшее представление о средней картине галактик. Это также раскрывает более слабые детали", — отметила Эллисон Стром, ведущий автор исследования и доцент кафедры физики и астрономии Северо-Западного университета.

Составной портрет галактик включал в себя восемь идентифицируемых элементов: водород, гелий, азот, кислород, кремний, сера, аргон и никель. Наличие никеля тяжелее железа было неожиданным, учитывая предполагаемое преобладание более лёгких элементов.

"Никель в наших наблюдениях — это что-то уникальное, что редко встречается даже в более старых галактиках поблизости. Элементы должны сверкать в газе, чтобы быть заметными, так что наблюдение за никелем — это что-то удивительное", — добавила Стром.

Стром предполагает, что более высокие температуры в этих ранних галактиках могут быть связаны с их уникальным химическим составом:

"Тот факт, что мы регистрируем более высокую характеристическую температуру, является лишь ещё одним проявлением разнообразной химической структуры, потому что температура и химия газа в галактиках тесно связаны".