По словам исследователей, этот объект может содержать возможные следы самых первых звезд во Вселенной и уже сейчас считается одной из самых химически примитивных галактик из всех, что удалось наблюдать. В журнале Nature опубликовано исследование международной группы астрономов под руководством Кимихико Накадзимы из Университета Канадзавы (Япония). Ученые сообщили об изучении галактики LAP1-B.
По современным оценкам, это один из самых ранних известных объектов подобного типа. Он позволяет заглянуть в период, когда первые звезды и галактики только начинали формироваться.
Как удалось увидеть столь далекий объект
Галактика LAP1-B слишком тусклая и удаленная, чтобы наблюдать ее напрямую даже с крупнейшими наземными и орбитальными телескопами. Ключевую роль сыграл эффект гравитационного линзирования: массивное скопление более близких галактик усилило ее свет примерно в 100 раз, фактически работая как естественная космическая линза.
Дополнительные наблюдения были выполнены с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб». Его инфракрасные инструменты позволяют фиксировать свет крайне далеких объектов, который из-за расширения Вселенной смещен в длинноволновую часть спектра.
Почти первичная химия Вселенной
Спектральный анализ показал, что излучение галактики в значительной степени формируется не звездами, а газом внутри нее. По эмиссионным линиям исследователи определили химический состав этого газа.
Результаты указывают на крайне низкое содержание тяжелых элементов. Уровень кислорода примерно в 240 раз ниже солнечного. В астрономии к «тяжелым элементам» относят все, что тяжелее гелия — они формируются только в недрах звезд и при их взрывах, поэтому их дефицит указывает на очень раннюю стадию развития системы.
Следы первых звезд
Газ в LAP1-B демонстрирует интенсивное ионизирующее излучение. Такой эффект обычно связан с присутствием массивных молодых звезд, которые живут недолго, но излучают большое количество энергии в ультрафиолетовом диапазоне.
Кроме того, зафиксировано повышенное соотношение углерода и кислорода. Это согласуется с теоретическими моделями ранних взрывов массивных звезд, которые начали обогащать межзвездную среду первыми тяжелыми элементами, но еще не привели к «химически зрелым» галактикам.
Гравитационная устойчивость и темная материя
Анализ движения газа показал, что структура галактики удерживается за счет массивного гало темной материи. Это невидимая компонента, которая не испускает излучения, но оказывает заметное гравитационное влияние.
Без такого «каркаса» столь разреженные ранние галактики, вероятно, не смогли бы сохранять целостность и формировать устойчивые структуры.
Окно в раннюю Вселенную
Совокупность данных позволяет рассматривать LAP1-B как один из наиболее ранних известных примеров формирования галактик, когда первые поколения звезд уже начали изменять состав вещества во Вселенной.
По словам авторов работы, такие наблюдения дают редкую возможность изучать переходный этап между первичной Вселенной и формированием более сложных галактических систем.