Ученые показали снимки лучших гравитационные линзы «Джеймса Уэбба» (фото)
Периодически Европейское космическое агентство (ESA) публикует снимки, на которых запечатлены захватывающие виды космоса, сделанные в ходе важнейших миссий. Среди них — снимки, демонстрирующий возможности космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) в области сверхвысокого разрешения и сверхчувствительности. В этом месяце ESA представляет восемь потрясающих снимков гравитационно-линзированных галактик, сделанных «Уэббом» во время Общего обзора 1-го цикла (GO). Изучение этих изображений позволяет лучше понять раннюю Вселенную и то, как галактики эволюционировали с течением времени.
Гравитационные линзы были впервые предсказаны общей теорией относительности Эйнштейна. Согласно ей гравитация возникает в результате того, что массивные объекты изменяют кривизну пространства-времени вокруг себя. Когда галактики и скопления галактик по отношению к земному наблюдателю выстраиваются в одну линию с более удаленными объектами, эффект линзирования может привести к искривлению и усилению света от этих далеких источников. Это позволяет астрономам изучать объекты, которые в противном случае было бы очень трудно наблюдать и даже просто найти. В зависимости от расположения свет от удаленных объектов может образовывать различные фигуры, например дугу, круг («кольцо Эйнштейна») или несколько изображений одного и того же источника («крест Эйнштейна»).
Восемь линзированных галактик, представленных на этом снимке, были обнаружены в рамках программы COSMOS-Web — 255-часовой широкоугольной программы, объединяющей данные с камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) и прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI) телескопа «Джеймс Уэбб». Эта программа, также известная как JWST Cosmic Origins Survey, была направлена на изучение галактик, существовавших в «эпоху реионизации» (примерно через 200 миллионов — 1 миллиард лет после Большого взрыва), когда первые звезды и галактики повторно ионизировали нейтральный водород, пронизывавший Вселенную, в результате чего она стала «прозрачной» (видимой для современных инструментов).
Основываясь на этих наблюдениях, исследователи провели обзор COSMOS-Web Lens Survey (COWLS) в поисках гравитационных линз. В ходе обзора было визуально изучено более 42 000 объектов, из которых 400 были отобраны как перспективные кандидаты в гравитационные линзы. Восемь галактик, представленных на «Картинке месяца», показались исследователям особенно впечатляющими, поскольку они охватывают широкий диапазон космической истории между линзирующими и линзируемыми галактиками. В то время как галактики на переднем плане сформировались через 2,7–8,9 миллиарда лет после Большого взрыва, галактики на заднем плане существовали, когда Вселенная была намного моложе.
В частности, фоновая галактика в верхнем ряду слева от центра («кольцо COSMOS-Web») существовала, когда Вселенной было менее 1 миллиарда лет, то есть в эпоху реионизации — период, который невозможно наблюдать с помощью оптических телескопов. По этой причине астрономы и космологи называют этот период «космическими темными веками», которые были недоступны до запуска JWST.
Другой кандидат, расположенный чуть правее кольца COSMOS-Web, также является примером кольца Эйнштейна, но он меньше и менее различим. Эта система линзирования (COSJ100018+022138) была ранее подтверждена космическим телескопом «Хаббл», но «Уэбб» смог рассмотреть ее более детально. В то время как возраст эллиптической линзирующей галактика на переднем плане составляет 9,8 миллиарда лет (4 млрд. лет после Большого взрыва), линзированная голубая галактика существовала, когда Вселенной было менее 2 миллиардов лет.
Другие галактики выглядят как дуги и имеют оранжевый оттенок, некоторые из них кажутся красноватыми и компактными (см. изображение выше). Последние могут быть примерами «маленьких красных точек» (Little Red Dots), обнаруженных «Уэббом» и с тех пор ставящих астрономов в тупик. Эти изображения не только демонстрируют возможности «Уэбба» как обсерватории, но и дают представление о его основной задаче: проследить эволюцию галактик и космоса с самого начала до наших дней.
Подробнее о «маленьких красных точках» читайте в материале Hi-Tech Mail.
