Древнюю галактику увидели молодой

Вековая мечта астрономов — заглянуть как можно дальше в отдаленнейшие глубины Вселенной — осуществлена на основе надежных и достоверных наблюдательных данных телескопов "Хаббл" и "Спитцер". В результате ученые смогли обнаружить одну из самых отдаленных галактик, которая, к тому же, вероятно, является еще и самой древней во всей Вселенной.

Тридцать шесть авторов из 24 научных учреждений разных стран мира заявили об обнаружении самой далекой на сегодняшний день галактики, которой посчастливилось быть увиденной в дни ее ранней молодости!

Исследование основано на комплексных экспериментальных наблюдениях телескопов космического базирования. Подобные исследования являются очень дорогостоящими. Финансирование планомерно осуществляется государствами-участниками на всех фазах проекта — от замысла до проектирования, от технических разработок до создания высокотехнологичных устройств, приборов для получения, хранения и телеметрии уникальной информации, поступающей к ученым для анализа и осмысления.

Завершающая фаза наступает уже после того, когда совершается удачный запуск в околоземный космос, включаются и оживают приборы, обеспечивающие работу научного оборудования осуществленного кооперативного проекта с долевым участием научно-технических групп специалистов разных стран. Увы, и тут мы оказались за бортом астрофизики.

Российская академия наук не располагает финансовыми возможностями для участия в подобных исследованиях, хотя неоднократно обсуждалась необходимость кооперирования с зарубежными коллегами в передовых разработках, успех которых обеспечен лишь коллективными усилиями человечества. В данном случае высокий стиль уместен, поскольку в единении усилий успешно решаются сложнейшие проблемы.

Теперь о значимости результата: почему так важно увидеть самые отдаленные галактические объекты? Эта наиотдаленнейшая галактика существовала в начальные времена нашей Вселенной, когда из первородного хаоса, совершенно беззвездного, возникли первые звезды и образовались самые первые галактики. Среди них была и обнаруженная в текущем ХХI веке небольшая MACS 1149-JD, зародившаяся спустя всего 200 миллионов лет после Большого взрыва, который отдален от нашего времени огромным интервалом в 14 миллиардов лет.

Ее свет струился около 13,2 миллиарда световых лет, прежде чем был зарегистрирован в околоземном космосе телескопами НАСА. Начальная Вселенная при рождении первых галактик имела объем всего 3,6 процента от сегодняшнего — это чудовищная разница!

Галактика MACS 1149-JD выглядит полностью сформированной — значит, она возникла как галактический объект еще раньше. Ее красное смещение определено как Z = 9,6 ± 0,2, она убегает от нас со страшной скоростью при расширении Вселенной. Обнаружение подобного объекта практически невозможно — ничтожная часть приходящих от нее фотонов слишком мала для регистрации. Но ученым помогла сама Вселенная: в 12-ти галактических скоплениях ранней Вселенной с очень большим красным смещением нашлась счастливая галактика, чей свет усилен гравитационным линзированием, а линзой служит мощный гравитирующий объект между счастливой галактикой MACS 1149-JD1 и Землей.

Световые лучи галактики MACS 1149-JD1 искривляются, фокусируясь гравитацией галактического скопления MACS J1149+2223, и изображение становится ярче. Скопление может быть компактной эллиптической галактикой порядка нескольких тысяч световых лет в поперечнике. А благодаря эффекту линзирования можно получить с помощью телескопа "Джеймс Уэбб уникальные спектроскопические исследования этой галактики.

В отличие от ранних исследований отдаленных галактик, которые рассматривали лишь в единственном цвете или волновом диапазоне, MACS 1149-JD1 рассмотрена в пяти диапазонах волн. Телескоп Хаббла проводил регистрацию в четырех видимых и инфракрасных группах длин электромагнитных волн, а телескоп Спитцер — в пятой, более длинной группе инфракрасных волн, дополнив предыдущие данные.

В целом о галактике можно сказать следующее: ее масса составляет примерно 150 миллионов солнечных масс. Млечный Путь — гигант в сравнении с нею, он на четыре порядка массивнее. Наличие в спектрах звезд некоторого количества тяжелых элементов позволяет утверждать, что на момент испускания дошедших до нас фотонов отдаленной галактике уже исполнилось 200-300 миллионов лет, и тяжелые элементы успели образоваться (они порождаются на последних этапах жизни звезд). Вывод таков, что исследованная MACS 1149-JD зародилась примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва.

Читайте также: Скрытые сокровища далекой галактики

Исследованную галактику выявил поиска среди очень небольшого участка в космическом поле — он содержал всего 12 галактических скоплений. Поэтому авторы скромно заявляют, что последующие поиски могут обнаружить множество подобных объектов. Именно они, стремительно уносящиеся прочь от наблюдателя в расширяющейся Вселенной, расскажут об эпохе реионизации, о возникновении и составе первых звезд, образовавших галактики, на которые смотрят наблюдатели Земли из глубины времен.