Телескоп Джеймса Уэбба и самая далёкая галактика: взгляд в начало времён

Именно таким инструментом стал телескоп Джеймса Уэбба — самый мощный космический телескоп в истории человечества.

В октябре 2023 года и январе 2024 года международная группа астрономов использовала Уэбб для наблюдения за галактиками в рамках программы JADES, и получила спектр рекордно далекой галактики. Она существовала всего через 290 миллионов лет после Большого взрыва. Это открытие стало рекордным и позволило астрономам заглянуть в эпоху, когда Вселенная только начинала формировать свои звёзды и планеты.

Но как именно телескоп способен «видеть» так далеко? И что рассказывают нам такие древние галактики о начале времён? Давайте разберёмся вместе.

В июле 2022 года мир впервые увидел снимки, сделанные новым гигантом в космосе — телескопом Джеймса Уэбба (JWST). Этот телескоп был запущен NASA в декабре 2021 года и сразу же продемонстрировал уникальную способность заглядывать в глубины Вселенной, исследуя её прошлое.

В отличие от своего предшественника, Хаббла, который «видит» в видимом и ультрафиолетовом диапазонах, Уэбб работает в инфракрасном свете. Именно это даёт ему возможность наблюдать самые далёкие объекты.

Когда свет проходит через пространство, Вселенная расширяется, и длина волны этого света растягивается. Такой эффект называется красным смещением. Чем дальше объект, тем больше его свет смещается в сторону инфракрасного диапазона. Поэтому старые телескопы не могли увидеть свет от ранних галактик — он был невидимым для их инструментов.

«Джеймс Уэбб» же специально создан для работы с инфракрасным излучением, что позволяет ему «поймать» древний свет.

Итак, в 2023 году команда астрономов, работающая с Уэббом, обнаружила самую далёкую известную галактику. Свет от неё шёл к нам 13,4 миллиарда лет, что соответствует возрасту Вселенной всего 290 миллионов лет после Большого взрыва. Да-да, именно «всего». Это время, когда первые звёзды и галактики только начали формироваться.

Полученные данные были подтверждены с помощью спектроскопии — метода, который позволяет изучать химический состав, температуру и скорость движения объекта. Результаты показали, что галактика богата молодыми звёздами и, возможно, уже содержит элементы, образованные в ранних ядерных реакциях.

Телескоп Джеймса Уэбба — это настоящее чудо инженерии. Его главное зеркало состоит из 18 шестиугольных сегментов, покрытых золотом для лучшего отражения инфракрасного света. Оно в 2,5 раза больше, чем у Хаббла, и собирает гораздо больше света.

Чтобы сохранить чувствительность, телескоп находится на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли в точке Лагранжа L2, где он защищён от тепла и света нашей родной планеты. Его экран размером с теннисный корт отражает солнечное тепло, поддерживая сверхнизкие температуры для работы приборов.

Изучение самых древних галактик позволяет учёным понять, как формировались первые звёзды, элементы и планеты. Это помогает реконструировать историю Вселенной и приблизиться к пониманию её происхождения.

JWST только начал свою работу, и его миссия рассчитана минимум на десятилетия. Впереди — изучение экзопланет, чёрных дыр и таинственных структур ранней Вселенной. Возможно, уже в ближайшие годы мы узнаем ещё больше удивительных историй о космосе и нашем месте в нём.