Pirmosios žvaigždės Visatoje susiformavo praėjus maždaug 100-180 milijonų metų po Didžiojo sprogimo. Jos formavosi iš dujų, kuriose buvo tik vandenilis, helis ir truputis ličio – visi sunkesni cheminiai elementai atsirado tik vėliau.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Tokios, vadinamos III populiacijos, žvaigždės greičiausiai buvo masyvesnės už dabartines ir gyveno trumpiau. Visgi pirmosios galaktikos švytėjo šių žvaigždžių šviesa. Jameso Webbo kosminio teleskopo (JWST) vienas iš tikslų yra pirmųjų galaktikų paieška. Ar jam pavyks aptikti tokius objektus? O jei aptiks, ar sugebės atskirti nuo galaktikų, kuriose jau dominuoja vėlesnės žvaigždės, praturtintos anglimi, deguonimi ir panašiais elementais?
Naujame tyrime bandoma atsakyti į šį klausimą pasitelkiant galaktikų spektrų modelius. Tyrėjai pasirinko hipotetinę galaktiką, kurios šviesa iki mūsų keliauja kiek daugiau nei 13 milijardų metų; kitaip tariant, matome ją tokią, kokia ji buvo Visatos amžiui esant apie 600 milijonų metų. Galaktikos žvaigždžių masė – vos milijonas Saulės masių, bet būtent tokie dariniai ir buvo gana tipiški tokioje jaunoje Visatoje.
Tyrėjai išnagrinėjo, kiek ilgai JWST turėtų stebėti dangaus lopinėlį, kad galaktiką pamatytų apskritai, ir kiek ilgai reikėtų matuoti jos spektrą, kad atskirtų žvaigždžių cheminę sudėtį. Aptikimui, priklausomai nuo prietaiso, reikėtų nuo valandos iki šimto valandų stebėjimų, tuo tarpu cheminei sudėčiai atskirti spektrą matuoti reikėtų 10-250 valandų. Ir čia tik labiausiai atskyrimui tinkamai spektro linijai – jonizuoto helio. Tokie ilgi stebėjimai vienos galaktikos paieškoms ar charakterizavimui sunkiai pateisinami, tačiau jei galaktika būtų gravitaciškai lęšiuota ir keletą kartų paryškinta, arba jei jos masė būtų keletą kartų didesnė, nei nagrinėta čia, išmatuoti jos spektrą taptų daug lengviau ir užtektų vos keleto valandų stebėjimų.
Šie skaičiai tinkami artimųjų infraraudonųjų spindulių ruožo stebėjimams; vidutiniams infraraudoniesiems spinduliams reikėtų dar apie dešimt kartų ilgesnių stebėjimų. Tad aptikti pirmąsias galaktikas šansų yra, bet jie ne tokie dideli, kaip norėtųsi.
Tyrimo rezultatai „arXiv“.
