В 4,3 млрд световых лет от Земли находится MACS0416 — пара сталкивающихся галактических скоплений. Эти два особенно массивных и крупных объекта сливаются, образуя еще более крупное скопление.
Вчера НАСА и ЕКА опубликовали снимок, на котором запечатлено это слияние, объединив инфракрасное изображение, полученное с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, и видимое изображение, полученное с помощью Хаббла. Полученное панхроматическое изображение представляет собой один из наиболее полных видов Вселенной в этом небольшом уголке космоса, когда-либо полученных на сегодняшний день.
Используя данные обоих телескопов, изображение обнаруживает невероятное богатство деталей. Это и обилие галактик в скоплении, которые можно узнать по их размерам, яркости и желтовато-белому цвету. Но на снимке также видно множество других объектов, даже далеких и гораздо более красных. Многие из них мы наблюдаем только потому, что их свет отклоняется и усиливается под действием гравитации скопления на переднем плане, что объясняется явлением гравитационного линзирования.
Сверхглубокий взгляд на Вселенную
Это скопление стало первым объектом серии сверхглубоких наблюдений Вселенной, полученных в рамках программы Frontier Fields, стартовавшей в 2014 году. В рамках этого проекта телескоп «Хаббл» проложил путь к поиску самых тусклых и молодых галактик, которые когда-либо наблюдались.
С помощью телескопа «Джеймс Уэбб» и его инфракрасного обзора этот взгляд в глубины космоса стал еще более мощным. Сочетание этих двух телескопов позволило проникнуть еще дальше в первозданную Вселенную.
Широкий диапазон длин волн, отсеиваемых приборами «Хаббл» и «Уэбб»: самые короткие кодируются синим цветом, средние — зеленым, а самые длинные — красным, — создает особенно яркий и красочный пейзаж галактик. Эти цвета позволяют определить расстояние до источников: самые голубые находятся относительно близко, а самые красные, как правило, наиболее удалены. Некоторые галактики имеют красный цвет еще и потому, что содержат большое количество космической пыли, которая, как правило, поглощает голубой цвет звездного света.
Поиск (и обнаружение) переходных объектов с помощью «Уэбба»
Новые наблюдения, проведенные с помощью телескопа «Джеймс Уэбб», преследовали конкретную цель: поиск объектов, яркость которых изменяется с течением времени, так называемых переходных объектов. Для этого исследовательская группа объединила три эпохи наблюдений с разницей в несколько недель и четвертую эпоху, полученную от исследовательской группы CANUCS (CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey). Они выявили 14 переходных процессов:
- Двенадцать из них расположены в трех галактиках, сильно увеличенных гравитационным линзированием, и, вероятно, представляют собой одиночные звезды или многочисленные системы звезд.
- Остальные две расположены в фоновых галактиках при более умеренном увеличении и, вероятно, являются сверхновыми.
Среди этих объектов особенно выделяется один. Расположенный в галактике, существовавшей около 3 млрд. лет после Большого взрыва, он был увеличен в результате гравитационного линзирования по меньшей мере в 4000 раз. Команда назвала ее Мотра (монстр) из-за ее «чудовищной природы», которая одновременно является и чрезвычайно яркой, и чрезвычайно увеличенной.
Мотра присоединилась к другой линзирующей звезде, которую исследователи ранее идентифицировали и назвали Годзиллой. И Годзилла, и Мотра — гигантские чудовища, известные в японском кинематографе как кайдзю.
Светящееся чудовище, увеличенное скрытой линзой
Ученые были удивлены тем, что Мотра была видна даже в наблюдениях Хаббла, сделанных девятью годами ранее. Это было особенно необычно, поскольку для такого увеличения звезды необходимо очень четкое соответствие между скоплением галактик на переднем плане и звездой на заднем плане. Взаимные движения звезды и скопления должны были в конечном счете устранить такое выравнивание.
Наиболее вероятное объяснение заключается в том, что внутри скопления на переднем плане имеется дополнительный объект, который увеличивает звезду. Предполагается, что его масса в 10 000 — 1 млн. раз больше массы Солнца. Однако точная природа этой второй линзы в настоящее время остается неизвестной. Не исключено, что это шаровое скопление, слишком тусклое для прямого наблюдения «Уэббом».
Однако обнаружение такого большого количества переходных процессов за относительно короткий промежуток времени позволяет ученым предположить, что регулярный мониторинг с помощью «Уэбба» может обеспечить обнаружение еще многих переходных процессов в этом скоплении и других подобных ему.