Неожиданное открытие. Астрономы обнаружили галактику, которой не должно быть
Команда астрономов из Университета штата Аризона сообщает об открытии странной карликовой галактики, которая была неожиданно обнаружена на фотографиях телескопа Уэбба и которая, согласно нашим нынешним знаниям... не должна существовать.
Галактики — это огромные, гравитационно связанные системы звезд. Они также содержат облака космического газа и пыли, а также большое количество темной материи, которая до сих пор остается загадкой для науки. Карликовые галактики, по определению небольшие и малой яркости, являются наиболее распространенными во Вселенной. Обычно они состоят менее чем из 100 миллионов звезд по сравнению с почти 200 миллиардами в Млечном Пути.
Проще говоря, это нынешний уровень знаний, но есть также много признаков того, что наше понимание физики и общей численности населения карликовых галактик может быть неполным. В рамках проекта JWST Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science, или PEARLS, Тим Карлтон из Университета штата Аризона и его команда обнаружили интригующую карликовую галактику под названием PEARLSDG на фотографиях, сделанных космическим телескопом Джеймса Уэбба. Это не было целью наблюдения, но оно появилось на некоторых изображениях JWST в области космоса. Оно находилось совсем рядом, немного за пределами основного поля наблюдения — в районе, где ученые не ожидали увидеть ничего подобного.
Результаты и описание наблюдений были опубликованы в Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ad1b56).
ЖЕМЧУЖИНА PEARLSDG не демонстрирует типичных особенностей карликовых галактик, которых можно было бы ожидать. Она не взаимодействует гравитационно с соседней галактикой, но и не производит новых звезд. Как оказалось, это очень интересный случай изолированной галактики, которая находится в состоянии покоя, когда дело доходит до звездообразования.
Эти типы беззвездных и изолированных карликовых галактик раньше обычно не наблюдались, за исключением нескольких редких случаев. Согласно принятой теории эволюции галактик, они вообще не должны существовать, поскольку карликовые галактики, существующие в космосе самостоятельно, продолжают создавать новые звезды. Другими словами, наше нынешнее понимание эволюции галактик предполагает, что либо изолированная галактика продолжает производить звезды, либо она взаимодействует с более массивной галактикой-компаньоном. Эта теория, однако, не нашла подтверждения в случае PEARLSDG, которая также является старой галактикой, уже не образующей звезд и явно держащейся в стороне.
В дальнейших исследованиях крайне важным оказалось то, что отдельные звезды можно было наблюдать на фотографиях галактики с камеры NIRCam телескопа JWST. Более того, это одна из самых далеких галактик, где мы так ясно можем видеть различные типы звезд. Решающее значение здесь имела их высокая яркость в полосе наблюдения Уэбба, а также то, что на фотографиях можно было идентифицировать конкретные звезды, поскольку определенные типы звезд также имеют определенную абсолютную яркость, поэтому путем измерения их наблюдаемой, или видимой, , яркости, можно было определить, насколько они далеко от нас, что позволило команде точно определить их расстояние. Оказалось, что звезды, составляющие PEARLSDG, являются одними из самых далеких объектов этого типа, когда-либо наблюдавшихся. Они расположены на расстоянии 98 миллионов световых лет от нас.
Маленькая, тихая и изолированная галактика Ученые также использовали широкий спектр данных ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных наблюдений, полученных с других телескопов. В их число вошли спектроскопические наблюдения с помощью инструмента ДеВени на телескопе Лоуэлл Дискавери во Флагстаффе, штат Аризона, изображения с космических телескопов Галекс и Спитцер, а также данные Слоановского цифрового обзора неба и обзора наследия камеры темной энергии. Все эти архивные данные были собраны для изучения цветового профиля PEARLSDG. Почему? Современная астрономия во многом опирается на сравнение различных наблюдений. Известно, например, что молодые, недавно образовавшиеся звезды имеют определенную цветовую подпись, и ее отсутствие ясно указывает на то, что новые звезды в данной галактике просто больше не формируются.
Более того, спектрограф ДеВени разделяет свет астрономических объектов на отдельные компоненты, позволяя астрономам детально изучать его свойства. В этом случае специфический сдвиг длины волны, наблюдаемый в спектроскопических данных, позволил раскрыть ключевую информацию о движении галактики PEARLSDG в космосе с использованием того же физического механизма, который хорошо объясняет хорошо известный эффект Доплера. Эта информация свидетельствовала о том, что PEARLSDG не связана гравитацией с какой-либо другой галактикой, поэтому она действительно изолирована.
Все указывает на то, что неприметная карликовая галактика поможет астрономам усовершенствовать действующую теорию формирования и эволюции галактик. Это открытие меняет наш взгляд на них, но также робко повышает вероятность того, что существует больше таких изолированных галактик, находящихся в состоянии «покоя звездообразования» и просто ожидающих, чтобы их идентифицировали. К счастью, у космического телескопа Джеймса Уэбба есть инструменты, достаточно чувствительные, чтобы их обнаружить.
Стоит добавить, что астрономы уже привыкли к различным типам странных галактик, которым, по всей видимости, уже давно не суждено существовать. Одна из них — Нубе — галактика, в которой плотность звезд почти не меняется на всей ее площади (подробнее об этой теме в тексте: Астрономы обнаружили галактику со странными особенностями). Несколько лет назад сообщалось также о галактике без темной материи (подробнее об этой теме в тексте: Галактики без темной материи? Новые наблюдения открывают еще один пример), а недавно появилась публикация о галактике, в которой вообще не видно звезд.
Познание
Неожиданное открытие. Астрономы обнаружили галактику, которой не должно быть
Команда астрономов из Университета штата Аризона сообщает об открытии странной карликовой галактики, которая была неожиданно обнаружена на фотографиях телескопа Уэбба и которая, согласно нашим нынешним знаниям... не должна существовать.Галактики — это огромные, гравитационно связанные системы звезд. Они также содержат облака космического газа и пыли, а также большое количество темной материи, которая до сих пор остается загадкой для науки. Карликовые галактики, по определению небольшие и малой яркости, являются наиболее распространенными во Вселенной. Обычно они состоят менее чем из 100 миллионов звезд по сравнению с почти 200 миллиардами в Млечном Пути.
Проще говоря, это нынешний уровень знаний, но есть также много признаков того, что наше понимание физики и общей численности населения карликовых галактик может быть неполным. В рамках проекта JWST Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science, или PEARLS, Тим Карлтон из Университета штата Аризона и его команда обнаружили интригующую карликовую галактику под названием PEARLSDG на фотографиях, сделанных космическим телескопом Джеймса Уэбба. Это не было целью наблюдения, но оно появилось на некоторых изображениях JWST в области космоса. Оно находилось совсем рядом, немного за пределами основного поля наблюдения — в районе, где ученые не ожидали увидеть ничего подобного.
Результаты и описание наблюдений были опубликованы в Astrophysical Journal Letters (DOI: 10.3847/2041-8213/ad1b56).
ЖЕМЧУЖИНА
PEARLSDG не демонстрирует типичных особенностей карликовых галактик, которых можно было бы ожидать. Она не взаимодействует гравитационно с соседней галактикой, но и не производит новых звезд. Как оказалось, это очень интересный случай изолированной галактики, которая находится в состоянии покоя, когда дело доходит до звездообразования.
Эти типы беззвездных и изолированных карликовых галактик раньше обычно не наблюдались, за исключением нескольких редких случаев. Согласно принятой теории эволюции галактик, они вообще не должны существовать, поскольку карликовые галактики, существующие в космосе самостоятельно, продолжают создавать новые звезды. Другими словами, наше нынешнее понимание эволюции галактик предполагает, что либо изолированная галактика продолжает производить звезды, либо она взаимодействует с более массивной галактикой-компаньоном. Эта теория, однако, не нашла подтверждения в случае PEARLSDG, которая также является старой галактикой, уже не образующей звезд и явно держащейся в стороне.
В дальнейших исследованиях крайне важным оказалось то, что отдельные звезды можно было наблюдать на фотографиях галактики с камеры NIRCam телескопа JWST. Более того, это одна из самых далеких галактик, где мы так ясно можем видеть различные типы звезд. Решающее значение здесь имела их высокая яркость в полосе наблюдения Уэбба, а также то, что на фотографиях можно было идентифицировать конкретные звезды, поскольку определенные типы звезд также имеют определенную абсолютную яркость, поэтому путем измерения их наблюдаемой, или видимой, , яркости, можно было определить, насколько они далеко от нас, что позволило команде точно определить их расстояние. Оказалось, что звезды, составляющие PEARLSDG, являются одними из самых далеких объектов этого типа, когда-либо наблюдавшихся. Они расположены на расстоянии 98 миллионов световых лет от нас.
Маленькая, тихая и изолированная галактика
Ученые также использовали широкий спектр данных ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных наблюдений, полученных с других телескопов. В их число вошли спектроскопические наблюдения с помощью инструмента ДеВени на телескопе Лоуэлл Дискавери во Флагстаффе, штат Аризона, изображения с космических телескопов Галекс и Спитцер, а также данные Слоановского цифрового обзора неба и обзора наследия камеры темной энергии. Все эти архивные данные были собраны для изучения цветового профиля PEARLSDG. Почему? Современная астрономия во многом опирается на сравнение различных наблюдений. Известно, например, что молодые, недавно образовавшиеся звезды имеют определенную цветовую подпись, и ее отсутствие ясно указывает на то, что новые звезды в данной галактике просто больше не формируются.
Более того, спектрограф ДеВени разделяет свет астрономических объектов на отдельные компоненты, позволяя астрономам детально изучать его свойства. В этом случае специфический сдвиг длины волны, наблюдаемый в спектроскопических данных, позволил раскрыть ключевую информацию о движении галактики PEARLSDG в космосе с использованием того же физического механизма, который хорошо объясняет хорошо известный эффект Доплера. Эта информация свидетельствовала о том, что PEARLSDG не связана гравитацией с какой-либо другой галактикой, поэтому она действительно изолирована.
Все указывает на то, что неприметная карликовая галактика поможет астрономам усовершенствовать действующую теорию формирования и эволюции галактик. Это открытие меняет наш взгляд на них, но также робко повышает вероятность того, что существует больше таких изолированных галактик, находящихся в состоянии «покоя звездообразования» и просто ожидающих, чтобы их идентифицировали. К счастью, у космического телескопа Джеймса Уэбба есть инструменты, достаточно чувствительные, чтобы их обнаружить.
Стоит добавить, что астрономы уже привыкли к различным типам странных галактик, которым, по всей видимости, уже давно не суждено существовать. Одна из них — Нубе — галактика, в которой плотность звезд почти не меняется на всей ее площади (подробнее об этой теме в тексте: Астрономы обнаружили галактику со странными особенностями). Несколько лет назад сообщалось также о галактике без темной материи (подробнее об этой теме в тексте: Галактики без темной материи? Новые наблюдения открывают еще один пример), а недавно появилась публикация о галактике, в которой вообще не видно звезд.