«Уэбб» показал самую крупную в истории панораму ранней Вселенной
Астрономы опубликовали самую обширную на сегодняшний день карту молодой Вселенной. Ее основой стала серия снимков, сделанных космическим телескопом «Джеймс Уэбб». На этих изображениях — почти 800 тысяч галактик, часть которых появилась в первые миллиарды лет после Большого взрыва. Этот архив может стать фундаментом для новых научных открытий на годы вперед.
Карта составлена в рамках проекта COSMOS-Web — самой масштабной программы наблюдений, выполненной телескопом в первый год его работы. За 200 часов работы инструментов «Уэбб» заснял участок неба шириной в три полных луны. Это крупнейшая по площади серия наблюдений, выполненная телескопом за все время. Полученные данные были объединены в более чем 10 тысяч кадров, из которых составлено единое изображение, дополненное открытым каталогом со свойствами каждой галактики.
По словам руководительницы проекта, астрофизика Джейхан Карталтепе из Технологического института Рочестера, размер обзора уникален. Она подчеркнула, что «Уэбб», скорее всего, больше не сможет охватить настолько широкую область неба, поэтому этот набор данных останется эталонным. Карталтепе добавила, что теперь любой ученый из любой страны может использовать этот архив для собственных исследований.
Главная особенность COSMOS-Web — охват. В отличие от других программ, которые обычно фокусируются на узких и глубоких участках неба, этот проект исследовал широкое поле. Ожидалось, что в его пределах удастся зафиксировать несколько десятков тысяч галактик, но телескоп показал почти в десять раз больше. Причем многие из них невозможно было увидеть на других длинах волн.
Максимильен Франко, астрофизик из Университета Хартфордшира, признался, что был потрясен, когда на экране наконец появились объекты, которых раньше не существовало ни на одном снимке. С его слов, телескоп открыл свет далеких галактик, которые раньше оставались невидимыми.
Снимки охватывают почти всю историю Вселенной — от современных звездных систем до объектов, которые существовали 10–13 миллиардов лет назад. Панорама позволяет астрономам отслеживать, как менялись размеры, формы и яркость галактик, в зависимости от условий их окружения — например, от плотности ближайших структур. Это дает информацию о том, как взаимодействия между галактиками и их средой влияли на их эволюцию.
Один из главных научных результатов проекта — попытка картографировать пузырьки ионизации во Вселенной эпохи Рекомбинации. Это был ранний этап, когда первые галактики начали светиться и рассеивать плотную водородную «туманность» раннего космоса. Ученые надеются, что данные проекта помогут измерить размеры этих пузырей, используя галактики как естественные метки.
Каталог также стал полигоном для новых методов обработки данных. Один из опубликованных на этой неделе препринтов описывает систему машинного обучения, которая помогает определять свойства каждой галактики — такие как масса, светимость и уровень звездообразования. Другой метод улучшает измерение яркости. Вместо подсчета света внутри ограниченного участка, алгоритм анализирует, как он распределяется по всей площади галактики. Это позволяет объединять снимки «Уэбба» с более размытыми данными, полученными с Земли, и не терять при этом точности.
Отдельные научные статьи посвящены тому, как специалисты обрабатывали изображения. Каждый из 10 тысяч кадров пришлось выровнять и очистить от шумов, полос и искажений. Телескоп оказался настолько чувствительным, что обнаружил дефекты, которые не предсказывались до запуска. Команде пришлось вручную корректировать каждый такой артефакт, чтобы сохранить научную точность.
При этом, как подчеркивает Карталтепе, телескоп превзошел ожидания. Расчеты до запуска показывали, что «Уэбб» сможет обнаружить объекты до определенной глубины, но реальные наблюдения оказались чувствительнее. Аппарат увидел более слабые и далекие галактики, чем ожидали его разработчики.
Каталог с 800 тысячами галактик уже открыт для всех. Ученые уверены: эта космическая карта станет основой для десятков новых открытий.
Самое популярное
