JWST зафиксировал выброс углерода и кислорода тремя галактиками при z > 7

Астрономы под руководством Юнда Чжу из Аризонского университета получили спектроскопические подтверждения присутствия обогащенного металлами газа вокруг трех ярких галактик с красным смещением в диапазоне 7,2 < z < 9,3 nature.comNature Astronomynature.comОткрыть источник ↗. Наблюдения проводились спектрографом NIRSpec космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) в течение примерно 29 часов в ультрафиолетовом диапазоне покоя в рамках программы SPURS. Как сообщает журнал Nature Astronomy, свет указанных объектов зафиксировал состояние межгалактической среды уже через 500 миллионов лет после Большого взрыва, задолго до завершения эпохи вторичной ионизации.

Ионные переходы и смещение скоростей

Исследователи измерили линии поглощения, оставленные окружающим газом на фоне собственного ультрафиолетового излучения галактик. В спектрах обнаружены переходы нейтральных, слабо- и сильноионизованных ионов, включая O I, Si II, C II, Si IV и C IV. Линии поглощения продемонстрировали устойчивый синий сдвиг с абсолютным смещением скорости |Δv| от 50 до 250 км/с относительно системного красного смещения самих галактик. Это указывает на движение газа по направлению к телескопу и его удаление от родительских галактик.

Скорость барионного цикла

Перекрытие скоростей и сосуществование различных ионных состояний согласуются с моделью кинематически возмущенного газа, выбрасываемого звездным ветром и вспышками сверхновых. Подобные соотношения эквивалентных ширин свидетельствуют о быстром начале переноса вещества за пределы галактических дисков. По словам авторов, эти наблюдения доказывают установление барионного круговорота в подмножестве ярких галактик в первые сотни миллионов лет космического времени, что привело к быстрому исчезновению областей с первичным составом из чистого водорода и гелия.