Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил сложные органические молекулы, которые обычно образуются в дыму и смоге, в очень далекой Вселенной. С помощью галактической гравитационной аномалии телескоп смог увидеть молекулы на расстоянии более 12 миллиардов световых лет.
Рассматриваемые молекулы известны как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), и здесь, на Земле, они обычно присутствуют в дыме и смоге от сжигания древесины, угля, нефти, газа и других материалов. Они были обнаружены по всей Вселенной, и их часто считали дымом к огню звездообразования. Но новые наблюдения Уэбба предполагают, что это может быть не так.
«Эти большие молекулы на самом деле довольно распространены в космосе», — сказал Джастин Спилкер, ведущий автор исследования. «Раньше астрономы думали, что это хороший признак того, что формируются новые звезды. Где бы вы ни видели эти молекулы, вспыхивали молодые звезды. Благодаря изображениям высокой четкости, сделанным Webb, мы обнаружили много областей с дымом, но без звездообразования, а также другие области с образованием новых звезд, но без дыма».
Телескоп обнаружил ПАУ намного дальше в пространстве и времени, чем когда-либо прежде, — в галактике, расположенной на расстоянии более 12 миллиардов световых лет. Это означает, что мы видим ее такой, какой она существовала всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва, когда эти молекулы были впервые обнаружены в ранней Вселенной.
Сама галактика была впервые обнаружена в 2013 году, но потребовалось необычайное зрение космического телескопа Джеймса Уэбба, прежде чем молекулы удалось уловить. Даже тогда ему требовалось ускорение от космического увеличительного стекла.
Диаграмма, показывающая, как гравитационное линзирование работает, чтобы увеличить далекие галактики S. Дойл/Дж. Spilker
Массивные объекты, такие как галактики, могут искажать саму ткань пространства-времени, что, в свою очередь, может искривлять путь проходящего света. Это может увеличить удаленный объект, который иначе был бы невидим для нас, и сделать его видимым с помощью явления, называемого гравитационным линзированием.
В этом случае целевая галактика была увеличена гравитацией другой галактики, гораздо более близкой к нам, которая, как оказалось, идеально выровнена с нашей точки зрения. Это создает эффект, известный как кольцо Эйнштейна, когда фоновая галактика вытягивается в кольцо, окружающее галактику переднего плана. При этом телескоп сможет уловить «дымовые сигналы» с большего расстояния, чем когда-либо прежде.
Это может быть первое подобное обнаружение, но исследователи говорят, что оно, вероятно, не будет последним. Будущие наблюдения могут помочь астрономам разгадать связь между этими молекулами и звездообразованием.
«Телескоп Уэбба только зарождается, поэтому астрономы рады видеть все то новое, что он может сделать для нас», — сказал он. Спилкер. «Возможно, мы даже сможем найти галактики, которые настолько молоды, что сложные молекулы, подобные этим, еще не успели сформироваться в космическом вакууме, поэтому все галактики — это огонь, а не дым. Единственный способ узнать наверняка — посмотреть на другие галактики, надеюсь, даже дальше, чем эта».
Исследование было опубликовано в журнале Nature.
