Астрономы определили самые далекие из когда-либо обнаруженных шаровых скоплений

Канадская группа NIRISS Unbiased Cluster Survey (CANUCS) обнаружила самые далекие шаровые скопления, когда-либо обнаруженные с помощью Космический телескоп Джеймса Уэбба (ЮВСТ). Эти плотные группы из миллионов звезд могут быть реликвиями, содержащими самые первые и самые старые звезды во Вселенной.

Это открытие в Первое глубокое поле Уэбба уже дает подробный взгляд на самую раннюю фазу звездообразования, подтверждая невероятную мощь JWST.

По словам астрономов, «галактика Спарклер», удаленная на девять миллиардов световых лет, была в центре изысканно детализированного изображения первого глубокого поля Уэбба. Исследователи назвали эти компактные объекты вокруг этой галактики «блестками», которые выглядели как маленькие желтые точки.

По словам исследовательской группы, эти блестки могут быть новыми. скопления звезд активно развивающиеся, образовавшиеся через три миллиарда лет после Большой взрыв в разгар звездообразования или старых шаровых скоплений. Шаровые скопления — это старые коллекции звезд с самого начала галактики, дающие информацию о ранних стадиях ее развития и расширения.

Из своего первоначального анализа 12 таких компактных объектов исследователи определили, что пять из них являются не только шаровыми скоплениями, но и одними из самых старых известных скоплений.

Картейк Г. Айер, научный сотрудник Данлэпского института астрономии и астрофизики Университета Торонто и соавтор исследования, сказал: «Глядя на первые изображения с JWST и обнаруживая старые шаровые скопления вокруг далеких галактик, было невероятным моментом, который был невозможен с предыдущими Космический телескоп Хаббл визуализация».

«Поскольку мы могли наблюдать искры в диапазоне длин волн, мы могли смоделировать их и лучше понять их физические свойства, например, сколько им лет и сколько звезд они содержат. Мы надеемся, что знание того, что шаровые скопления можно наблюдать с таких больших расстояний с помощью JWST, будет стимулировать дальнейшую науку и поиск подобных объектов».

Ламия Моула, научный сотрудник Данлэпского института астрономии и астрофизики Университета Торонто и соавтор исследования, сказала: «Эти недавно идентифицированные скопления были сформированы почти в то время, когда впервые стало возможным создавать звезды. Поскольку галактика Спарклер находится намного дальше, чем наш Млечный Путь, легче определить возраст ее шаровые скопления.

«Мы наблюдаем за Спарклером таким, каким он был девять миллиардов лет назад, когда вселенная было всего четыре с половиной миллиарда лет, глядя на то, что произошло давным-давно. Представьте, что вы угадываете возраст человека по его внешности: легко отличить 5-летнего от 10-летнего, но трудно отличить 50-летнего от 55-летнего».

Галактика Спарклер особенная, потому что она увеличена в 100 раз из-за эффекта, называемого гравитационным линзированием, когда скопление галактик SMACS 0723 на переднем плане искажает то, что находится за ним, как гигантское увеличительное стекло. Более того, гравитационное линзирование дает три отдельных изображения Спарклера, что позволяет астрономам более подробно изучать галактику.

Руководитель группы CANUCS Крис Уиллотт из Центра астрономии Герцберга Национального исследовательского совета и Исследовательского центра астрофизики сказал: «Наше исследование Sparkler подчеркивает огромную мощь в сочетании уникальных возможностей JWST с естественным увеличением, обеспечиваемым гравитационным линзированием. Команда взволнована новыми открытиями, когда JWST обратит внимание на скопления галактик CANUCS в следующем месяце».

Исследователи объединили новые данные с камеры ближнего инфракрасного диапазона JWST (NIRCam) с архивными данными HST. NIRCam обнаруживает слабые объекты, используя более длинные и красные волны, чтобы наблюдать за тем, что видно человеческому глазу и даже HST. Как увеличение из-за линзирования скоплением галактик, так и высокое разрешение JWST сделали возможным наблюдение компактных объектов.

Канадский прибор для формирования изображений и безщелевого спектрографа в ближнем инфракрасном диапазоне (NIRISS) на JWST подтвердил, что объекты являются старыми шаровыми скоплениями, потому что исследователи не наблюдали эмиссионных линий кислорода — эмиссий с измеримым спектром, испускаемых молодыми скоплениями, которые активно формируют звезды. . NIRISS также помог разгадать геометрию трехлинзовых изображений Спарклера.

Марчин Савицки, канадский исследователь астрономии, профессор Университета Святой Марии и соавтор исследования, сказал“Сделанный в Канаде инструмент JWST NIRISS сыграл жизненно важную роль, помогая нам понять, как связаны три изображения Спарклера и его шаровых скоплений. Увидев несколько шаровых скоплений Спарклера, сфотографированных трижды, стало ясно, что они вращаются вокруг галактики Спарклер, а не просто случайно оказались перед ней».

Ссылка на журнал:

1. The Sparkler: кандидаты в эволюционировавшие шаровые скопления с большим красным смещением, захваченные JWST. Письма из астрофизического журнала (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac90ca