Галактика зажглась через 330 миллионов лет экспресс
Свет от далёкой галактики летел к нам 13,4 миллиарда лет. Телескоп Джеймса Уэбба поймал его и разложил на цвета. В спектре видна яркая линия водорода — как отпечаток пальца, который говорит: галактика GS-z13-1-LA активно рождает звёзды.
Молодые горячие звёзды внутри галактики работают как прожекторы. Они испускают ультрафиолетовые лучи, которые отрывают электроны от атомов водорода вокруг. Так вокруг галактики образуется прозрачный пузырь — область, где туман из нейтрального водорода уже рассеялся. По расчётам, пузырь имеет размер около 0,2 мегапарсека (примерно 650 тысяч световых лет).
Рядом с GS-z13-1-LA астрономы заметили ещё 16 галактик-кандидатов. Возможно, они вместе создают ещё больший пузырь. Если так, то от галактики требуется меньше усилий, но всё равно её «прожектор» работает на пределе возможного. Это важный знак: уже через 330 миллионов лет после Большого взрыва первые галактики начали расчищать Вселенную от тумана. Так заканчивались тёмные века — эпоха, когда космос был непрозрачным для ультрафиолета.
Телескоп Джеймса Уэбба смотрит в прошлое, как машина времени. Каждый такой далёкий объект — это окно в эпоху, когда зажигались первые огни. GS-z13-1-LA — один из самых ранних маяков, который мы смогли разглядеть.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2603.18775
$$\require{mediawiki-texvc}$$Galaxy assembly was already well underway in the first 400 Myr of cosmic time, as recently revealed by JWST. However, the contribution of these early galaxies to cosmic reionisation remains uncertain. Here we present new JWST/NIRSpec observations of GS-z13-1-LA obtained as part of the OASIS and JADES programmes, whose combined deep (56 h) NIRSpec/PRISM spectrum confirms the Lyman-$$\mathrm{\alpha}$$ line detection and blue UV continuum at redshift $$z = 13.1$$ presented in a previous work. The measured Lyman-$$\mathrm{\alpha}$$ emission (rest-frame equivalent width of $$66_{-9}^{+10}\,\AA$$) and steep continuum slope ($$\beta_\text{UV} \approx -3$$) point towards GS-z13-1-LA hosting a remarkably hot and powerful ionising source, and allow at most a modest contribution from the nebular continuum. The steep turnover of the continuum is still present, but less pronounced in the new OASIS spectrum. Combined, this implies that ionising photons may escape GS-z13-1-LA at a sufficient rate to weaken the other, still undetected UV lines, and to lead the formation of a small ionised bubble ($$R_\text{ion} \approx 0.2\,\mathrm{pMpc}$$). A yet larger bubble could alleviate the required ionising production efficiency of GS-z13-1-LA from $$\xi_\mathrm{{ion}} \approx 10^{26.4}\,\mathrm{{Hz\,erg^{{-1}}}}$$ down to $$\approx 10^{25.9}\,\mathrm{{Hz\,erg^{{-1}}}}$$, still extremely high but more readily reconcilable with stellar models. In turn, this would require a notable overdensity of galaxies with highly efficient ionising capabilities, a scenario for which tentative evidence is found in the form of 16 nearby photometric candidates and one spectroscopically confirmed source, JADES-GS-z13-0. The new OASIS observations therefore confirm the overall picture of GS-z13-1-LA as an early beacon of reionisation, providing compelling evidence for its start only 330 Myr after the Big Bang.
Свет от галактики GS-z13-1-LA шёл до нас 13,4 миллиарда лет — почти весь возраст Вселенной. Когда этот свет отправился в путь, Земли ещё не существовало.
В сериале «Звёздный путь» корабли исследуют туманности, где газ ионизирован излучением звёзд. Похожий процесс, только в масштабах всей ранней Вселенной, описывает эта работа.