В созвездии Льва обнаружена самая древняя галактика

Астрофизики обнаружили в созвездии Льва галактику, самую древнюю на данный момент, которая зародилась приблизительно 300 млн. лет сразу после Большого взрыва, за счет гравитационной линзы, усилившей в 15 раз ее свет.

Считается, что каждое скопление материи немалой массы, включая темную материю, взаимодействует со светом, заставляя искривляться его лучи, как это делают оптические линзы. Подобный эффект называется учеными гравитационным линзированием. В определенных случаях искривление пространства астрономам помогает увидеть далекие объекты, к примеру, галактики и активные их ядра-квазары, которые являлись бы недоступными для наблюдения без гравитационного "увеличения" с Земли.

Группа астрономов с руководителем Вэем Чжэном, университет Джона Гопкинса, город Балтимор, изучали снимки, которые были получены широкоугольной камерой WFC3. Эта камера была установлена на борту телескопа "Хаббл" при последнем обновлении аппарата в 2009 г.

Внимание Чжэна с коллегами привлекли снимки скопления галактики в созвездии Льва, которое известно под именем MACSJ1149+2223. Учеными была проанализирована степень искривления пространства в окрестностях данной галактической "семьи", и стало ясно, что скопление представляет мощнейшую гравитационную линзу, которая усиливает в 15 раз свет, проходящий через нее.

Обнаружив такой необычный объект, астрофизики постарались воспользоваться своей находкой, при этом изучив окрестности скопления MACSJ1149+2223 с помощью инфракрасного телескопа "Спитцер" и "Хаббла".

Выяснилось, что одна галактика в окрестностях скопления отличалась существенно от своих соседок. Главным образом, в видимой части спектра ее присутствует темный сплошной участок, который известен как обрыв Лаймана. Подобный пробел в спектре появляется исключительно в излучении объектов, которые от нас удалены на расстояние примерно 13,1 млрд. световых лет.

Как ученые объясняют, пик излучения крупных и молодых звезд приходится на особенную часть ультрафиолетового спектра. Самая минимальная длина волны подобных фотонов ограничена пределом Лаймана, который составляет 91 нанометр. В большей части случаев звезда не излучает практически свет с наименьшей длиной волны, и в результате ее спектр обрывается жестко на данной отметке.

Когда ультрафиолетовое излучение путешествует от таких светил к Земле в течение 13 млрд. лет, оно растягивается постепенно и сдвигается, с пределом Лаймана вместе, в инфракрасную и видимую часть спектра. За счет этого весь видимый либо же часть инфракрасного спектра далеких галактик будет темной, что и выступает обрывом Лаймана. Он помогает ученым отличать от сравнительно близких звездных мегаполисов многие далекие галактики.

Чжэна с коллегами утверждают - предел Лаймана в спектре этой новой галактики, которая получила название MACS1149-JD, вышел за предел оптической части спектра и сейчас находится непосредственно в инфракрасном диапазоне. Ученые использовали гравитационную лупу специально для вычисления самого точного значения красного смещения, составившего 9,6.

Мы эту галактику видим, по расчетам астрономов, в состоянии, в котором она находилась свыше 13,1 млрд. лет назад, лишь через 490 млн. лет непосредственно после Большого взрыва. Размеры ее были довольно скромными - она в себе содержала примерно 150 млн. солнечных масс, а это в 20 тыс. раз меньше, массы нашего Млечного пути.


Авторы данной статьи считают, что галактика эта просуществовала около 200 млн. лет до момента своего обнаружения. На что указывают линии всех тяжелых элементов в спектре данного звездного мегаполиса, которые возникают исключительно на последних этапах эволюции всех звезд. Это дает возможность полагать, что MACS1149-JD зародилась через 300 млн. лет сразу после Большого взрыва, и это ее делает самой ранней галактикой, которая известна человечеству.