Обзор Джеймса Уэбба заметил одну из самых ранних галактик

Команда идентифицировала один особенно интересный объект, получивший название галактики Мэйси в честь дочери руководителя проекта Стивена Финкельштейна. По их оценке, этот объект произошел всего через 290 миллионов лет после Большого взрыва (астрономы называют это красным смещением z = 14).

Находка была опубликована на сервере препринтов arXiv и ожидает публикации в рецензируемом журнале. Если открытие подтвердится, это будет одна из самых ранних галактик, которые когда-либо наблюдались, и ее присутствие будет указывать на то, что галактики начали формироваться намного раньше, чем многие астрономы считали.

На беспрецедентно четких изображениях виден шквал сложных галактик, эволюционирующих с течением времени — одни изящно зрелые вертушки, другие — крошечные малыши, а третьи — туманные водовороты соседей. Изображения, на сбор которых ушло около 24 часов, сделаны на участке неба возле ручки Большой Медведицы. Та же самая область неба ранее наблюдалась космическим телескопом Хаббла.

«Удивительно видеть, как точка света от Хаббла превращается в целую галактику красивой формы на новых изображениях Джеймса Уэбба, а другие галактики просто появляются из ниоткуда», говорит Финкельштейн, доцент кафедры астрономии Техасского университета в Остине и главный исследователь Научного обзора космической эволюции на ранней стадии (CEERS), в ходе которого были получены эти изображения.

Сотрудничество CEERS состоит из 18 соисследователей из 12 учреждений и более 100 сотрудников из США и 9 других стран. Исследователи CEERS изучают, как образовались некоторые из самых ранних галактик, когда возраст Вселенной составлял менее 5% от ее нынешнего возраста, в период реионизации.

До того, как поступили фактические данные телескопа, Микаэла Бэгли, один из ведущих специалистов по визуализации CEERS, создала смоделированные изображения для помощи команде в разработке методов обработки и анализа новых изображений. Бэгли возглавила группу, обрабатывающую реальные изображения, чтобы вся команда могла проанализировать данные.

Большое изображение представляет собой мозаику из 690 отдельных кадров, на сбор которых ушло около 24 часов с использованием камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam). Это новое изображение покрывает область неба примерно в 8 раз больше, чем первое изображение глубокого поля Уэбба, хотя и не такое глубокое. Исследователи использовали суперкомпьютеры Техасского центра передовых вычислений для первоначальной обработки изображений: Stampede2 использовался для удаления фонового шума и артефактов, а Frontera, самый мощный в мире суперкомпьютер в американском университете, использовался для объединения изображений в единую мозаику.

«Высокопроизводительные вычислительные мощности позволили объединить множество изображений и одновременно хранить кадры в памяти для обработки, в результате чего получилось одно красивое изображение», — сказал Финкельштейн.

Другое изображение было получено с помощью прибора среднего инфракрасного диапазона (MIRI). По сравнению с NIRcam, у MIRI меньшее поле зрения, но работает с гораздо более высоким пространственным разрешением, чем предыдущие телескопы среднего инфракрасного диапазона. MIRI обнаруживает более длинные волны, чем NIRCam, позволяя астрономам видеть космическую пыль, светящуюся от звездообразующих галактик и черных дыр на умеренно больших расстояниях, и видеть свет от более старых звезд на очень больших расстояниях.