«Космический полдень» — это загадочный период, который наступил примерно через 2−3 миллиарда лет после Большого взрыва, и характеризуется интенсивным звездообразованием: именно тогда, по оценкам исследователей, зародилась половина всех звезд, существующих сегодня во Вселенной. Новый проект MEGA (MIRI EGS Galaxy and AGN survey), направлен на изучение этого ключевого этапа эволюции космоса и является крупнейшим в истории наблюдений среднего инфракрасного диапазона, проведенных с помощью JWST.
Астрономы сосредоточили внимание на области неба под названием Расширенная полоса Грота, которая расположена недалеко от созвездия Большой Медведицы. Несмотря на то, что этот участок сопоставим по размеру с лунным диском, он содержит около 10 000 галактик. Особый интерес представляют те из них, в центрах которых находятся активно растущие сверхмассивные черные дыры. Хотя сами черные дыры не излучают свет, вещество, которое вращается вокруг них и поглощается под действием гравитации, разогревается до экстремальных температур и ярко светится — так формируются активные галактические ядра. Именно их впервые удалось рассмотреть в инфракрасном свете благодаря телескопу Уэбба.
Эти галактики, существовавшие во времена космического полудня, окутаны плотными облаками пыли, которые эффективно поглощают видимый свет и делают объекты практически невидимыми для традиционных телескопов. Однако пыль проницаема для инфракрасного излучения, а JWST работает именно в этом диапазоне, открывая астрономам доступ к ранее недоступным данным о формировании звезд и росте черных дыр в ранней Вселенной.
По словам руководителя проекта, исследовательницы Эллисон Киркпатрик, целью работы является не только количественная оценка скорости звездообразования в галактиках, но и понимание механизмов роста черных дыр. Ученые предполагают, что многие из изучаемых объектов являются предками современных галактик, подобных нашему Млечному Пути. Анализируя, с какой скоростью их черные дыры поглощают материю, сколько звезд рождается в их пределах и как они изменяются в результате столкновений и слияний, исследователи надеются раскрыть тайны молодости нашей собственной галактики.
Работа с данными JWST оказалась сложной и кропотливой. Один из участников проекта, Брэн Бэкхаус, отметил, что каждое изображение приходится тщательно обрабатывать, устраняя артефакты — дефектные пиксели и систематические помехи. Только после этого можно приступить к фотометрическому анализу — измерению светимости объектов через различные фильтры. Несмотря на трудоемкость, эта работа приносит уникальный научный опыт и позволяет исследователям первыми в мире видеть галактики, существовавшие более 10 миллиардов лет назад.
На сегодняшний день команда уже использовала 67 часов времени телескопа Уэбба, также ей одобрено дополнительно 30 часов наблюдений. Все полученные данные пока что недоступны широкой публике — у авторов проекта есть год эксклюзивного доступа, прежде чем снимки будут выложены в открытый архив. Однако помочь в анализе изображений может любой желающий: участники проекта приглашают всех присоединиться к классификации галактик и поиску столкновений на платформе Zooniverse в рамках инициативы Cosmic Collisions.
Ранее ученые разгадали 30-летнюю загадку диссонанса черных дыр.
