Команда астрономов, возглавляемая ассистентом научного сотрудника Университета штата Аризона Тимом Карлтоном, обнаружила карликовую галактику, появившуюся на снимках космического телескопа Джеймса Уэбба, которая не была основной целью наблюдения.
Галактики связаны друг с другом гравитацией и состоят из звезд и планет, с огромными облаками пыли и газа, а также темной материи. Карликовые галактики - самые многочисленные галактики во Вселенной, и по определению они маленькие с низкой светимостью. В них менее 100 миллионов звезд, в то время как в Млечном Пути, например, около 200 миллиардов звезд.
Недавние наблюдения за карликовыми галактиками за обилием "ультрадиффузионных галактик", недоступных предыдущим крупным спектроскопическим исследованиям, предполагают, что наше понимание популяции карликовых галактик может быть неполным.
В недавно опубликованном исследовании Карлтон и команда изначально изучали скопление галактик в рамках проекта JWST Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science (PEARLS).
Карликовая галактика PEARLSDG случайно появилась на некоторых снимках JWST. Это вообще не было целью — просто немного в стороне от основного поля наблюдения, в той области космоса, где они ничего не ожидали увидеть.
PEARLSDG не обладала обычными характеристиками карликовой галактики, которые можно было бы ожидать увидеть. Она не взаимодействует с соседней галактикой, но и не образует новых звезд. Как оказалось, это интересный случай изолированной покоящейся галактики.
"Эти типы изолированных покоящихся карликовых галактик на самом деле раньше не наблюдались, за исключением относительно немногих случаев. На самом деле их существования не ожидается, учитывая наше текущее понимание эволюции галактик, поэтому тот факт, что мы видим этот объект, помогает нам улучшить наши теории формирования галактик ", - сказал Карлтон. "Как правило, карликовые галактики, которые существуют сами по себе, продолжают образовывать новые звезды".
До сих пор понимание астрономами эволюции галактик показывало изолированную галактику, в которой продолжали формироваться молодые звезды, или она взаимодействовала бы с более массивной галактикой-компаньоном. Эта теория неприменима к PEARLSDG, которая представляет собой старое звездное население, не формирующее новых звезд и держащееся особняком.
Еще одним сюрпризом является то, что на снимках JWST команды можно наблюдать отдельные звезды. Эти звезды ярче в диапазоне длин волн JWST; это одна из самых удаленных галактик, где мы можем видеть эти звезды с таким уровнем детализации. Яркость этих звезд позволяет астрономам измерить расстояние до нее — 98 миллионов световых лет.
Для этого исследования Карлтон, младший научный сотрудник Центра космических основ Beus Школы исследования Земли и космоса при АГУ, и команда использовали широкий спектр данных.
Сюда входят данные изображений с камеры ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRCam); спектроскопические данные оптического спектрографа DeVeney на телескопе Lowell Discovery во Флагстаффе, Аризона; архивные изображения с космических телескопов NASA Galex и Spitzer; и наземные изображения Sloan Digital Sky Survey и Dark Energy Camera Legacy Survey.
Камера NIRCam от JWST обладает очень высоким угловым разрешением и чувствительностью, что позволяет команде идентифицировать отдельные звезды в этой далекой галактике. Точно так же, как отдельные клетки становятся видимыми под микроскопом, эти наблюдения позволили четко сфокусировать компоненты PEARLSDG.
Важно отметить, что идентификация конкретных звезд на изображении дала ключ к определению расстояния до нее — эти звезды обладают определенной внутренней яркостью, поэтому, измеряя их видимую яркость с помощью JWST, команда смогла определить, насколько они далеки. Оказывается, что эти звезды были одними из самых далеких звезд своего типа, которые когда-либо наблюдались.
Все архивные данные изображений, полученных в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазоне длин волн, были собраны воедино для изучения цвета жемчужин. Новообразованные звезды имеют специфическую цветовую характеристику, поэтому отсутствие такой подписи было использовано, чтобы показать, что PEARLSDG не формировала новые звезды.
Спектрограф Девени на телескопе Лоуэлл Дискавери распределяет светящиеся астрономические объекты на отдельные компоненты, позволяя астрономам детально изучить их свойства.
Это стало ключом к тому, чтобы показать, что PEARLSDG не связана ни с какой другой галактикой и действительно изолирована.
Кроме того, определенные особенности в спектре чувствительны к присутствию молодых звезд, поэтому отсутствие этих особенностей дополнительно подтвердило измерения отсутствия молодых звезд в данных изображений.
"Это абсолютно противоречило ожиданиям людей относительно подобной карликовой галактики", - сказал Карлтон.
Это открытие меняет представление астрономов о том, как формируются и эволюционируют галактики. Это предполагает возможность того, что многие изолированные галактики в состоянии покоя ждут, когда их идентифицируют, и что у JWST есть инструменты для этого.
Источник: Astrophysical Journal Letters, Университет штата Аризона
Информация о космосе также есть в сообществе в ВК https://vk.com/fotoastronomiya
На главном изображении:
Цветное композитное изображение PEARLSDG, сделанное с использованием данных JWST NIRCAM. Отдельные звезды видны на изображении в виде маленьких светлых точек. Ее несколько тусклый цвет и отсутствие множества ярких звезд согласуются с ее старым возрастом и отсутствием продолжающегося звездообразования.
Авторы: НАСА, ЕКА, CSA, Джейк Саммерс (ASU), Джордан К. Дж. Д'Сильва (UWA), Антон М. Кукемоер (STScI), Аарон Роботэм (UWA) и Роджер Виндхорст (ASU)
На изображении с координатами и обозначениями ниже:
Вверху: JWST галактики PEARLSDG (синий = F090W + F150W, зеленый = F200W + 0,5 × F277W, красный = 0,5 × F277W + F356W + F444W). Внизу: изображение неба, непосредственно окружающего PEARLSDG, в формате grz. Оба изображения выровнены таким образом, что север вверху, а восток слева. PEARLSDG обозначен голубой рамкой, а зеленые квадраты показывают область, покрытую изображениями NIRCam. Также показаны две ближайшие (в проекции) массивные галактики (обозначены красными кружками).
Дополнительные материалы
