Міжнародна група астрофізиків під керівництвом учених Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі підтвердила існування найтьмянішої і далекої галактики, що коли-небудь спостерігалася в ранньому Всесвіті. Галактика JD1 є однією з найдальших серед ідентифікованих зараз. Про це повідомляється у статті, опублікованій у журналі Nature.
Ультраслабку галактику JD1 виявили за допомогою телескопа імені Джеймса Вебба. Вона виникла в часи переходу від епохи темних століть до епохи реіонізації, коли атоми нейтрального водню поглинали ультрафіолетове випромінювання від перших зірок і іонізувалися, що, у свою чергу, зробило Всесвіт прозорим.
JD1 знаходиться далеко за галактичним скупченням Abell 2744, що грає роль гравітаційної лінзи. Сукупна маса галактик у скупченні створює гравітаційну силу, яка спотворює та посилює світло від фонових галактик, змушуючи JD1 виглядати більше та в 13 разів яскравіше. Для спостереження за ультраслабкою галактикою був використаний спектрограф ближнього інфрачервоного діапазону NIRSpec на телескопі Webba, а також камера ближнього інфрачервоного діапазону NIRCam.
Щоб підтвердити, що галактика JD1 є дуже далекою, вчені ідентифікували в її спектрі так звану межу Лаймана – хвиля довжиною 91,15 нанометра, що породжується переходом атома водню з основного стану в іон водню. Присутність межі у випромінюванні зірки вказує на те, що вона складається переважно з водню і, таким чином, є дуже давньою.
Якщо в регіоні відбувається зіркоутворення, то скупчення нейтрального газу поглинають значну частку хвиль, чия довжина коротша за межу Лаймана, що відоме як лайманівський розрив. Для галактики з червоним усуненням z = 3 і більше (час подорожі світла понад 11 мільярдів років) довжина хвилі розриву значно розтягується через розширення Всесвіту, що дозволяє визначити відстань до неї.
Світлу, випущеному галактикою, знадобилося 13,3 мільярда років, щоб досягти Землі, проте за цей час Всесвіт встиг розширитися, тому галактика зараз віддалена від Землі на відстань (у космології вона називається власною відстанню) на 31,3 мільярда світлових років. Вона виникла лише через 480 мільйонів років після Великого вибуху.
JD1 має компактну та складну морфологію, а її маса оцінюється приблизно в 10 мільйонів мас Сонця. Металевість, тобто вміст елементів важчий за гелій, у неї нижче, ніж у Сонця. Пов’язано це тим, що перші зірки могли складатися лише з водню, але поступово виробляли важкі елементи в міру зоряної еволюції.
