Телескоп «Джеймс Уэбб» подтвердил возраст самых древних из найденных галактик

С самого начала научной работы космической обсерватории James Webb («Джеймс Уэбб») стали поступать сообщения об открытии галактик в молодой Вселенной. Открытия посыпались как из рога изобилия, что очень удивило учёных. На этом отрезке развития Вселенной не должно было быть так много звёзд и уж тем более галактик. Древность этих объектов ещё следовало доказать, и «Джеймс Уэбб» помог поставить точку в этом вопросе.

Нажмите для увеличения. Источник изображения: NASA, ESA, CSA, STScI

Возраст объектов во Вселенной определяется по красному смещению (параметр z). Чем больше величина красного смещения, тем древнее звёзды и галактики. Прямые наблюдения в видимом и инфракрасном излучении не дают гарантии точного определения величины z. Красный спектр звезды вовсе не означает, что она находится на определённом расстоянии от нас. Красным она может светиться, например, по причине особенных ядерных процессов внутри.

Точно определить величину красного смещения звёзд и галактик (по звёздному населению) можно только при анализе спектра. При наблюдении линий спектра молекулярного водорода существует такой маркер, как предел Лаймана (длина волны 91,15 нм). После этого предела спектр обрывается, и по этой отметке можно легко вычислить истинное значение возраста звезды: достаточно наблюдаемые (и поэтому искажённые временем и расстоянием) величины соотнести с этой пограничной отметкой.

Телескоп «Джеймс Уэбб» имеет на борту инструмент для спектрального анализа излучения в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRSpec). Этот инструмент позволил точно зафиксировать предел Лаймана для четырёх новых кандидатов в самые древние галактики, обнаруженные во Вселенной. На сбор данных понадобилось трое суток и 28 часов непрерывного сбора света от этих объектов. Самая древняя подтверждённая «Уэббом» галактика имеет величину красного смещения z13,2. Она возникла менее чем через 400 млн лет после Большого взрыва или на отрезке всего в 2 % от сегодняшнего времени существования Вселенной.

Следует сказать, что данная конкретная работа ещё не прошла рецензирования, но уже мало кто из учёных сомневается, что в ранней Вселенной полно и звёзд, и галактик. Новые и новые данные с «Уэбба» наверняка будут подтверждать это, что заставит земную науку задуматься о нашем явно ошибочном представлении об эволюции Вселенной на раннем этапе развития.