Korzystając z teleskopu Webba zaobserwowano słabą galaktykę krótko po Wielkim Wybuchu.
Najpierw zauważono ją jako jasną plamę za pomocą naziemnych teleskopów, a następnie całkowicie zniknęła na zdjęciach z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Teraz tajemniczy obiekt ponownie pojawił się jako słaba, ale wyraźna galaktyka na fotografii z Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
W ramach projektu COSMOS-Web astronomowie zidentyfikowali obiekt AzTECC71 jako galaktykę pyłową, w której zachodzą intensywne procesy gwiazdotwórcze. Innymi słowy, jest to galaktyka, która aktywnie tworzy wiele nowych gwiazd, jednak jest ona zakryta przez pył, co utrudnia jej obserwację. Jest ona widziana niecały milion lat po Wielkim Wybuchu. Wcześniej uważano, że takie galaktyki są niezwykle rzadkie we wczesnym Wszechświecie, ale odkrycie to, razem z kilkunastoma innymi kandydatami z pierwszej połowy danych COSMOS-Web, które jeszcze nie zostały opisane w literaturze naukowej, sugeruje, że mogą być trzy do dziesięciu razy częstsze niż sądzono.
Dr Jed McKinney z Uniwersytetu Teksańskiego w Austin skomentował: To prawdziwa bestia. Mimo że wygląda jak niewielka plamka, faktycznie generuje setki nowych gwiazd co roku. To, że nawet coś tak wyjątkowego jest ledwo dostrzegalne w najbardziej czułych obrazach z naszego najnowszego teleskopu, wzbudza we mnie ogromne emocje. Sugeruje to potencjalnie istnienie całej populacji galaktyk, które dotychczas ukrywały się przed naszym wzrokiem.
Jeżeli wniosek ten zostanie potwierdzony, może to oznaczać, że wczesny Wszechświat był znacznie bardziej zapylony niż wcześniej sądzono.
Zespół opublikował swoje odkrycia w czasopiśmie The Astrophysical Journal.
Projekt COSMOS-Web, największa inicjatywa badawcza skierowana na JWST, której współkierowniczką jest Caitlin Casey, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Teksańskim, ma na celu zmapowanie do 1 miliona galaktyk z obszaru nieba o powierzchni trzech Księżyców w pełni. Głównym celem projektu jest częściowe zbadanie najwcześniejszych struktur Wszechświata. Zespół ponad 50 naukowców otrzymał 250 godzin czasu obserwacyjnego w ciągu pierwszego roku pracy JWST i uzyskał pierwszy pakiet danych w grudniu 2022 roku, a kolejne będą napływać do stycznia 2024 roku.
Galaktyki gwiazdotwórcze skryte za pyłem są trudne do wykrycia w świetle optycznym, ponieważ większość światła emitowanego przez ich gwiazdy jest pochłaniana przez pył, a następnie wydzielana w postaci długich fal czerwonych. Przed uruchomieniem JWST, astronomowie czasami określali je mianem „ciemnych galaktyk Hubble'a”, nawiązując do poprzedniego najbardziej czułego teleskopu kosmicznego.
Do tej pory jedynym sposobem, w jaki mogliśmy zobaczyć galaktyki we wczesnym Wszechświecie, była optyczna perspektywa Hubble’a – powiedział McKinney. Oznacza to, że nasze zrozumienie historii ewolucji galaktyk jest nieobiektywne, ponieważ widzimy tylko nieprzesłonięte, mniej zapylone galaktyki.
Galaktyka AzTECC71 została po raz pierwszy zauważona jako nieostra plama emisji pyłu przez kamerę na Teleskopie Jamesa Clarka Maxwella na Hawajach, który obserwuje w zakresie długości fal pomiędzy daleką podczerwienią a mikrofalami. Następnie zespół COSMOS-Web dostrzegł obiekt w danych zebranych przez inną grupę korzystającą z teleskopu ALMA w Chile, który ma wyższą rozdzielczość przestrzenną i obserwuje w podczerwieni. To pozwoliło im zawęzić lokalizację źródła. Podczas analizy danych JWST w podczerwieni przy długości fali 4,44 mikrona, odkryli oni słabą galaktykę dokładnie w tym samym miejscu. Na krótszych długościach fal światła, poniżej 2,7 mikrona, galaktyka była niewidoczna.
Teraz zespół pracuje nad odkryciem większej liczby tych słabych galaktyk za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba.
Dzięki JWST możemy po raz pierwszy zbadać optyczne i podczerwone właściwości tej silnie zasłoniętej pyłem, ukrytej populacji galaktyk – powiedział McKinney – ponieważ jest on tak czuły, że nie tylko może spoglądać w najdalsze zakątki Wszechświata, ale może także przebić najgrubsze zasłony pyłu.
Zespół szacuje, że galaktyka jest obserwowana przy przesunięciu ku czerwieni około 6, co odpowiada około 900 milionom lat po Wielkim Wybuchu.
Więcej informacji:
- Ghostlike Dusty Galaxy Reappears in James Webb Space Telescope Image
- A Near-infrared-faint, Far-infrared-luminous Dusty Galaxy at z ∼ 5 in COSMOS-Web
Źródło: Uniwersytet Teksaski
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Kolorowe zestawienie galaktyki AzTECC71 z wielu filtrów barwnych w instrumencie NIRCam na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba. Źródło: J. McKinney/M. Franco/C. Casey/The University of Texas at Austin
