Многонациональное научное сотрудничество COSMOS представило данные о крупнейшей карте Вселенной
В рамках проекта COSMOS-Web, основанного на данных, собранных космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), было создано изображение и каталог, включающие почти 800 000 галактик, охватывающих почти всё космическое время.
Профессор физики из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Кейтлин Кейси, которая совместно руководит проектом COSMOS-Web вместе с Джейханом Картальтепе из Рочестерского технологического института, заявила: «Наша цель состояла в том, чтобы построить это глубокое поле космоса в физическом масштабе, который намного превосходил всё, что было сделано ранее».
Цель проекта — увидеть не только интересные галактики в начале времён, но и более широкую картину космической среды ранней Вселенной
«Если бы у вас была распечатка ультраглубокого поля Хаббла на стандартном листе бумаги, — сказала Кейси, ссылаясь на культовый вид почти 10 000 галактик, выпущенный NASA в 2004 году, — наше изображение было бы немного больше, чем фреска размером 13 на 13 футов на ту же глубину. Так что оно действительно поразительно большое».
Композитное изображение COSMOS-Web охватывает около 13,5 миллиардов лет; по данным NASA, возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет, плюс-минус сто миллионов лет. Это охватывает около 98% всего космического времени.
Исследователи хотели не только увидеть некоторые из наиболее интересных галактик в начале времён, но и получить более широкое представление о космической среде ранней Вселенной, о формировании первых звёзд, галактик и чёрных дыр
«Космос организован в плотные регионы и пустоты, — объяснила Кейси. — И мы хотели выйти за рамки поиска наиболее удалённых галактик; мы хотели получить более широкий контекст их существования».
До запуска JWST Кейси и её коллеги сделали свои лучшие прогнозы о том, сколько ещё галактик сможет увидеть космический телескоп, учитывая его первичное зеркало диаметром 6,5 метра (21 фут), что примерно в шесть раз больше, чем у зеркала Хаббла диаметром 2,4 метра (7 футов 10 дюймов).
Лучшие измерения Хаббла показали, что галактики в первые 500 миллионов лет были невероятно редкими, сказала Кейси.
«Большой сюрприз заключается в том, что с помощью JWST мы видим примерно в 10 раз больше галактик, чем ожидалось на таких невероятных расстояниях. Мы также видим сверхмассивные чёрные дыры, которые даже не видны с помощью Хаббла», — добавила она.
Исследователи не просто видят больше, они видят разные типы галактик и чёрных дыр, добавила Кейси.
Данные проекта COSMOS-Web
Опубликованные данные призваны помочь другим астрономам со всего мира уточнить наше понимание того, как ранняя Вселенная была заселена и как всё эволюционировало до наших дней. Набор данных также может дать ключ к разгадке других нерешённых загадок космоса, таких как тёмная материя и физика ранней Вселенной, которая может отличаться от того, что мы знаем сегодня.
«Большая часть этого проекта — демократизация науки и предоставление инструментов и данных из лучших телескопов более широкому сообществу, — сказала Кейси. — Данные были обнародованы почти сразу после их сбора, но только в необработанном виде, полезном только для тех, у кого есть специальные технические знания и доступ к суперкомпьютерам для их обработки и интерпретации».
Сотрудничество COSMOS в течение последних двух лет работало над преобразованием необработанных данных в широко используемые изображения и каталоги. Создавая эти продукты и выпуская их, исследователи надеются, что даже астрономы-бакалавры смогут изучить материал и узнать что-то новое.
«Потому что лучшая наука действительно делается, когда все думают об одном и том же наборе данных по-разному, — сказала Кейси. — Это не только для одной группы людей, чтобы разгадать тайны».
Для сотрудничества COSMOS исследование продолжается. Они вернулись в глубокое поле, чтобы продолжить его картографирование и изучение.
«У нас впереди ещё сбор данных, — сказала она. — Мы думаем, что идентифицировали самые ранние галактики на изображении, но нам нужно это подтвердить».
Для этого они будут использовать спектроскопию, которая разбивает свет от галактик в призму, чтобы подтвердить расстояние до этих источников (более далёкие = более старые).
«Как побочный продукт, — добавила Кейси, — мы сможем понять межзвёздную химию в этих системах путём отслеживания азота, углерода и кислорода. Нам ещё многое предстоит узнать, и мы только начинаем».
Изображение COSMOS-Web доступно для интерактивного просмотра. Сопутствующие научные статьи были представлены в «Astrophysical Journal» и «Astronomy & Astrophysics».
Предоставлено:
* [University of California — Santa Barbara](https://phys.org/partners/university-of-california—santa-barbara/)