Случайное открытие галактики, которой не должно было существовать
Мы знаем, что галактики состоят из звезд, планет, огромных облаков пыли и газа, связанных между собой гравитацией. Самый многочисленный тип галактик во Вселенной — карликовые галактики, по определению маленькие и с низкой светимостью. В них насчитывается менее 100 миллионов звезд; для сравнения, в Млечном Пути их почти 200 миллиардов.
Недавно в рамках проекта JWST Prime Extragalactic Areas for Reionisation and Lensing Science (PEARLS), осуществляемого с помощью космического телескопа имени Джеймса Уэбба, по чистой случайности была обнаружена очень необычная карликовая галактика. Она не была основной целью наблюдений, но появилась на некоторых изображениях, полученных командой: она находилась немного в стороне от поля наблюдения, в области, где они не ожидали ничего увидеть.
PEARLSDG, так назвали галактику, не обладала обычными характеристиками карликовой галактики, которые можно было бы ожидать увидеть. Она не взаимодействует с соседней галактикой, но и не образует новых звезд. Таким образом, это интересный случай изолированной галактики, находящейся в состоянии покоя, для которого до сих пор было очень мало кандидатов и никаких подтверждений.
Странный случай PEARLSDG
Учитывая наше нынешнее понимание формирования и эволюции галактик, карликовые галактики в состоянии покоя, подобные этой, на самом деле не должны существовать. На самом деле карликовые галактики, которые существуют сами по себе, не взаимодействуя с более массивными галактическими структурами, как некоторые галактики-спутники нашего Млечного Пути, должны продолжать формировать новые звезды, согласно нашим моделям.
Однако эта теория не применима к PEARLSDG, которая представляет собой старую звездную популяцию, которая не образует новых звезд и сохраняет себя.
Чтобы доказать это, ученым нужно было подтвердить как отсутствие звездообразования, так и отсутствие взаимодействия PEARLSDG с другими объектами в ее космической окрестности. Для этого они использовали широкий спектр данных, включая:
- Данные съемки с ближней инфракрасной камеры JWST (NIRCam).
- Спектроскопические данные оптического спектрографа DeVeny на телескопе Lowell Discovery Telescope во Флагстаффе (Аризона).
- Архивные изображения с космических телескопов НАСА Galex и Spitzer.
- Наземные изображения, полученные в ходе Слоановского цифрового обзора неба и обзора наследия камеры темной энергии.
Характеристика изолированной карликовой галактики, находящейся в состоянии покоя
Камера JWST NIRCam с очень высоким угловым разрешением и чувствительностью позволила команде идентифицировать отдельные звезды в PEARLSDG, подобно тому, как отдельные клетки фокусируются под микроскопом.
Идентификация конкретных звезд позволила определить расстояние до галактики. Эти звезды имеют определенную собственную яркость, поэтому, измерив их видимую яркость с помощью "Уэбба", команда смогла определить, как далеко они находятся. По оценкам, это около 98 миллионов световых лет.
Затем все архивные данные съемки в ультрафиолетовом, оптическом и инфракрасном диапазонах волн были собраны вместе, чтобы изучить цвет PEARLSDG. Новообразованные звезды имеют специфическую цветовую подпись, поэтому отсутствие этой подписи было использовано для доказательства того, что PEARLSDG не формирует новые звезды.
Наконец, спектрограф DeVeney телескопа Lowell Discovery Telescope, который рассеивает свет астрономических объектов на отдельные компоненты и позволяет изучать скорости по эффекту Доплера, позволил продемонстрировать, что PEARLSDG не связана ни с какой другой галактикой и является действительно изолированной.
Этот совершенно неожиданный результат меняет представление астрономов о том, как формируются и эволюционируют галактики. Он также позволяет предположить, что многие изолированные галактики, находящиеся в состоянии покоя, ждут, когда их обнаружат. И теперь, в отличие от прошлых лет, у нас есть инструменты для этого.
С исследованием, опубликованным в журнале The Astrophysical Journal Letters, можно ознакомиться .