До недавнього часу астрономи не могли спостерігати перші зірки та галактики, що утворилися у Всесвіті.
Це сталося під час того, що відомо як «Космічні темні віки», періоду, який мав місце між 380 000 і 1 мільярдом років після Великого вибуху. Завдяки таким інструментам наступного покоління, як космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), вдосконаленим методам і програмному забезпеченню, а також оновленням існуючих обсерваторій, астрономи нарешті відкривають завісу цієї епохи й бачать, як виник Всесвіт, яким ми його знаємо.
Це включає в себе нові спостереження з Великого міліметрового/субміліметрового масиву Атакама (ALMA) у Чилі, які отримали зображення зоряних ясел всередині галактики приблизно за 13,2 мільярда світлових років від нас у сузір’ї Ерідан. Ця галактика має значення червоного зсуву понад 8,3, що відповідає коли Всесвіту було менше 1 мільярда років. На зображеннях можна побачити місця утворення зірок і можливу загибель зірок усередині туманності (MACS0416_Y1), розташованої в цій галактиці. Це є важливою віхою для астрономії, оскільки це найбільша відстань, яку спостерігали такі структури в нашому Всесвіті.
Групу очолив Йоічі Тамура, аспірант астрономії з Нагойського університету. До нього приєдналися дослідники з Національної астрономічної обсерваторії Японії (NAOJ), Науково-технічного науково-дослідного інституту Васеда, Центру історії Всесвіту Томонага (TCHoU), Центру космічної світанку (DAWN), DTU-Space, Інститут позаземної фізики Макса Планка (MPE), Дослідницький центр раннього Всесвіту, Frontier Science and Social Co-creation Initiative (FSSI), Дослідницький центр статистичного машинного навчання, і кілька університетів. Стаття з описом їхніх знахідок нещодавно з’явилася в The Astrophysical Journal.
Під час цього космічного темного століття Всесвіт був пронизаний хмарами нейтрального водню, і єдиним джерелом світла було реліктове випромінювання, що залишилося від Великого вибуху – видиме сьогодні як космічний мікрохвильовий фон (CMB) – і випромінювання, створене реіонізацією водень. Це сталося як найдавніша популяція зірок (Населення III), які були дуже яскравими та гарячими за сучасними стандартами, випромінюючи величезну кількість іонізуючої енергії. Це призвело до епохи реіонізації, коли Всесвіт став прозорим, а його структури стали видимими в сучасні телескопи.
У цьому випадку команда раніше виявила радіохвилі, випромінювані киснем і пилом – двома компонентами міжзоряного середовища (ISM) і зореутворюючими туманностями – які поглинали випромінювання від народження нових зірок. Однак їхнім початковим спостереженням не вистачало чіткості для проведення детальних спостережень, які б показали розподіл пилу та газу та структуру туманності. З цією метою команда використовувала ALMA для спостереження за MACS0416_Y1 протягом 28 годин, що показало, що сигнал пилу та області викидів кисню складно переплітаються.
Зображення, опубліковані командою (показані вище), відображають лише викиди пилу ALMA (праворуч), тоді як зображення ліворуч показує конкретні дані про викиди в поєднанні зі світлом зірок, отриманим космічним телескопом Hubble. Пил позначено червоним кольором, кисень – зеленим, а світло зірок – синім. Вертикально подовжена порожнина, яка може бути супербульбашкою, видна в центрі зображення викиду пилу праворуч і виглядає як довгаста чорна ділянка.
Такуя Хашимото, астроном з Університету Цукуби та співавтор статті, описав труднощі отримання цих спостережень у нещодавньому прес-релізі NOAJ , сказавши: «Це відповідає вловленню надзвичайно слабкого світла, випромінюваного двома світлячками, розташованими на відстані 3 сантиметрів. окремо на вершині гори Фудзі, як видно з Токіо, і можливість розрізнити цих двох світлячків».
