Астрономы нашли более 40 скрытых галактик в древней Паутине

Уникальное расположение Паутины (или PKS 1138-262) и связанные между собой на раннем этапе формирования протоскполения галактики позволили астрономам больше узнать о процессах формирования массивных скоплений в ранней Вселенной. Более того, обнаружили даже его «зародыш» — один из крупнейших квазаров той эпохи. 

Вопросов к Паутине тоже немало, но это протоскопление по праву считается своеобразной лабораторией для изучения процессов взаимодействия и эволюции галактик в плотных средах, открывая новые возможности для будущих исследований в области астрофизики и космологии. 

Теперь, чтобы как следует рассмотреть это окно в прошлое Вселенной, международная исследовательская группа под руководством астронома Ритма Шимакавы (Rhythm Shimakawa) из Университета Васэда (Япония) провела наблюдения протоскопления с помощью узкополосной съемки в линии излучения Paβ (Пашен-бета) с использованием камеры NIRCam, установленной на борту орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб».  

Отметим, спектральная линия Paβ считается показателем звездообразования в галактиках и менее подвержена поглощению межзвездной пылью по сравнению с более привычной спектральной линией водород-альфа (Hα). Последняя наблюдается в спектрах эмиссионных туманностей и используется для исследования свойств таких явлений в атмосфере Солнца, как протуберанцы.

По итогу команда ученых обнаружила 57 источников с избытком излучения в линии Paβ. Из них 41 соответствовали критериям кандидатов в полноправные члены скопления, а 24 галактики наблюдали впервые. Результаты научной работы, представленной в журнале The Astrophysical Journal, существенно расширяют нынешнее понимание состава протоскполения и демонстрируют эффективность использования линии Paβ для обнаружения далеких галактик с активным звездообразованием.

В свою очередь, авторы второго исследования под руководством астронома Хосе Мануэля Переса-Мартинеса (Jose Manuel Pérez-Martínez) из Университета Тохоку (Япония) объединили данные наблюдений NIRCam в линии Paβ с данными наземных наблюдений в линии Hα, полученных с помощью телескопа Subaru. 

Подход позволил изучить так называемое межзвездное поглощение (поглощение и рассеяние электромагнитного излучения веществом, находящимся в межзвездном пространстве) и скорость звездообразования в 43 галактиках, входящих в состав Паутины.

Результаты исследования, тоже опубликованного в The Astrophysical Journal, показали, что большинство галактик имеют соотношение Paβ/Hα: это соответствует стандартным условиям в областях звездообразования. Значит, уровень пыли в большинстве наблюдаемых объектов сопоставим с ее уровнем в галактиках аналогичной массы, расположенных вне кластера. 

Кроме того, отсутствие связи между количеством пыли в галактиках и их положением в Паутине свидетельствует о том, что процессы пылеобразования в них практически не зависят от окружающей среды.

«Эти результаты предполагают, что пыль в галактиках протоскопления Паутина образуется в основном за счет обычных процессов звездообразования, а не из-за воздействия плотной окружающей среды скопления, как считалось ранее», — заключили исследователи.   

Обнаружение новых галактик в древнем протоскоплении наряду с пониманием роли межзвездной пыли в процессах звездообразования позволяет построить более полную картину формирования и эволюции крупных структур в ранней Вселенной.

Астрономы отметили, что дальнейшие наблюдения Паутины и других протоскоплений с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» позволят найти еще больше галактик в ранней Вселенной, а также лучше понять процессы, в результате которых формируются «современные» скопления галактик.  

«Мы стоим на пороге новых открытий, которые изменят наше представление о формировании структур во Вселенной. Космическая обсерватория „Джеймс Уэбб“ предоставляет нам беспрецедентные возможности заглянуть в глубокое прошлое космоса», — подытожили ученые.