Астрономы с помощью космического телескопа James Webb изучили галактику, существовавшую, когда Вселенной было менее 500 млн лет. Объект получил неофициальное имя Misty Moons, а его внутреннюю структуру удалось восстановить благодаря гравитационному линзированию галактическим скоплением. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal 19 октября.
Галактика за природной линзой
Misty Moons обнаружили на снимках камеры NIRCam телескопа James Webb, сделанных в десяти цветовых фильтрах. Исследователи также использовали архивные изображения Hubble в трёх фильтрах. Галактика находится за скоплением MACS0257-2325, чья гравитация искривляет и усиливает свет далёкого объекта.
По оценке команды под руководством Минами Накане из Токийского университета, красное смещение галактики составляет примерно 11–12. Это соответствует космической эпохе через 370–410 млн лет после Большого взрыва. На изображениях Misty Moons выглядит как два фрагмента одной галактики — ID1 и ID2; на более коротких длинах волн объект исчезает.
Учёные построили две независимые модели линзирования. Согласно расчётам, гравитационная линза создаёт пять изображений галактики. Два наиболее ярких выглядят примерно в 20–30 раз ярче, чем без усиления линзой, ещё одно изображение может быть обнаружено в будущем, а два других слишком тусклые для наблюдений. После обработки снимков исследователи выделили четыре ярких сгустка в ID1 и три в ID2. Снятие эффекта линзирования показало, что оба фрагмента имеют одинаковую структуру.
Сгустки молодых звёзд
Каждый из выявленных сгустков содержит около 10 млн масс Солнца в виде молодых, бедных пылью звёзд возрастом примерно 40–70 млн лет. Их размеры и массы сопоставимы с ядерными звёздными скоплениями и молодыми массивными скоплениями в современной Вселенной. Возможно, эти объекты являются предшественниками шаровых скоплений.
На долю сгустков приходится не менее 80% звёздной массы Misty Moons. Плотность звездообразования в галактике оценивается как в 100–10 000 раз более высокая, чем у карликовых галактик поблизости. По мнению авторов исследования, именно интенсивное звездообразование могло привести к формированию галактики, в которой доминируют компактные сгустки.
Исследователи отмечают, что галактики с большим красным смещением обычно выглядят более неоднородными и «комковатыми», чем современные карликовые галактики. При этом центральные сгустки Misty Moons настолько яркие и компактные, что учёные не исключают вклад активно питающейся сверхмассивной чёрной дыры. В таком случае часть наблюдаемого света, а возможно, и оценённого звездообразования, может быть связана не со звёздами, а с аккрецией вещества на чёрную дыру.
