Астрономы обнаружили свыше 40 скрытых галактик в древней сети.

Уникальное местоположение Паутины (или PKS 1138-262) и её ранние взаимосвязи в процессе формирования протоскопления галактики предоставили астрономам возможность глубже изучить процессы образования массивных скоплений в ранней Вселенной. Более того, был обнаружен даже её «зародыш» — один из крупнейших квазаров того времени.

Вопросов к Паутине действительно много, но это протоскопление по праву считается уникальной лабораторией для исследования взаимодействий и эволюции галактик в плотных средах, открывая новые горизонты для будущих исследований в астрофизике и космологии.

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

Следует отметить, что спектральная линия Paβ считается индикатором звездообразования в галактиках и менее подвержена поглощению межзвездной пылью по сравнению с более известной спектральной линией водород-альфа (Hα). Последняя наблюдается в спектрах эмиссионных туманностей и используется для изучения таких явлений, как протуберанцы в атмосфере Солнца.

В результате команда ученых выявила 57 источников с избытком излучения в линии Paβ. Из них 41 соответствовали критериям кандидатов в полноправные члены скопления, а 24 галактики были наблюдены впервые. Результаты исследования, представленные в журнале The Astrophysical Journal, значительно расширяют текущее понимание состава протоскопления и демонстрируют эффективность применения линии Paβ для нахождения удаленных 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, полученными с помощью телескопа Subaru.

Этот 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, также опубликованные в The Astrophysical Journal, продемонстрировали, что большинство галактик имеют соотношение Paβ/Hα, что соответствует стандартным условиям в областях звездообразования. Это говорит о том, что уровень пыли в большинстве наблюдаемых объектов сопоставим с её уровнем в галактиках аналогичной массы, расположенных вне кластера.

Кроме того, отсутствие зависимости между количеством пыли в галактиках и их расположением в Паутине указывает на то, что процессы пылеобразования в них практически не зависят от окружающей среды.

«Эти результаты предполагают, что пыль в галактиках протоскопления Паутина формируется главным образом в результате обычных процессов звездообразования, а не под воздействием плотной окружающей среды скопления, как считалось ранее», — заключили исследователи.   

Обнаружение новых галактик в древнем протоскоплении, а также понимание роли межзвездной пыли в процессах звездообразования позволяет создать более полную картину формирования и эволюции крупных структур в ранней Вселенной.

Астрономы отметили, что дальнейшие наблюдения Паутины и других протоскоплений с использованием космического телескопа «Джеймс Уэбб» откроют возможность нахождения ещё большего числа галактик в ранней Вселенной, а также помогут лучше понять процессы, в результате которых формируются «современные» скопления галактик.

«Мы 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.