Инфракрасная космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» обнаружила полициклические ароматические углеводороды в гравитационно линзированной галактике SPT0418-47, которая существовала, когда Вселенной было 1,4 миллиарда лет. Это самые древние из известных сложных органических молекул. Статья опубликована в журнале Nature.
Явление гравитационного линзирования, предсказанное Общей теорией относительности, позволяет астрономам обнаруживать и исследовать очень далекие, и, как следствие, тусклые галактики. Оно заключается в том, что если между далекой галактикой (или яркой звездой или сверхновой в ней) и наблюдателем находится массивный объект (галактика или скопление галактик), то его гравитация будет искривлять траектории фотонов от далекой галактики, создавая одно или несколько искаженных и усиленных по яркости изображений.
Группа астрономов во главе с Джастином Спилкером (Justin S. Spilker) из Института фундаментальной физики и астрономии Техасского университета A&M сообщила об обнаружении излучения полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в галактике SPT0418-47, чье изображение создается за счет гравитационного линзирования галактикой, расположенной между нами и SPT0418-47, со значением красного смещения z=0,263. Наблюдения велись по программе TEMPLATES (Targeting Extremely Magnified Panchromatic Lensed Arcs and Their Extended Star formation) при помощи инструментов NIRSpec и MIRI обсерватории «Джеймс Уэбб».
Значение красного смещения SPT0418-47 составляет 4,22. Это означает, что излучение от нее шло до Земли более 12 миллиардов лет. Она молода и относится к запыленным галактикам с очень высокой скоростью звездообразования (более 300 масс Солнца в год), которые считаются прародителями массивных галактик раннего типа, наблюдаемых в Местной Вселенной. Изображение галактики, представляющее собой кольцо Эйнштейна, было увеличено примерно в 30–35 раз за счет линзирования.
SPT0418-47 стала самым далеким примером галактики, где было обнаружено излучение ПАУ, которые представляют собой крупные органические молекулы, связанные с межзвездной пылью в туманностях. При этом в источниках инфракрасного излучения галактики доминируют процессы звездообразования, а не активность центральной сверхмассивной черной дыры. Пространственные различия между зонами излучения ПАУ, горячей пыли и звезд говорят либо о том, что мелкие и крупные пылинки не расположены рядом внутри галактики, либо о неоднородности нагрева пылинок ультрафиолетовым излучением от звезд.
Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» рассмотрел вблизи SPT0418-47. линзированную и необычно богатую металлами далекую галактику.