Астрономы обнаружили «крайне необычный» сигнал, источник которого неизвестен

Фото из открытых источников

Астрономы, использующие телескоп JWST, обнаружили «крайне необычный» сигнал, испускаемый неизвестным источником, которому на данный момент нет удовлетворительного объяснения. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal. 

Получить время для использования JWST, самого мощного космического телескопа человечества, — задача непростая. Поэтому астрономы часто используют телескоп для исследования конкретных объектов, которые они уже идентифицировали, чтобы рассмотреть их более подробно, или для изучения группы объектов с целью получения ответов на конкретные вопросы о них.

Однако новая методика, разработанная для телескопа JWST, позволяет астрономам искать сигналы, источник которых не обязательно известен.

По сути, ближний инфракрасный спектрограф (NIRSpec) — это прибор, содержащий тысячи отдельных затворов для рассеивания света от объекта в спектр. Но, отключая свет от известных источников, таких как галактики, исследователи могут увидеть сигналы, которые они иначе пропустили бы из-за этих более ярких объектов. 

«Эта методика „многообъектной коронографии для бесщелевой спектроскопии“ (MOCSS) предполагает одновременное открытие практически всех микрозатворов на приборе NIRSpec и закрытие затворов, соответствующих наблюдаемым на небе ярким объектам», — пояснила группа ученых в статье, описывающей эту методику, опубликованной ранее в этом году.

Новая группа исследователей демонстрирует, как можно использовать эту технику для скрытия объектов в ближней Вселенной в поисках древних, далёких объектов, расположенных ближе к Большому взрыву. Используя эту технику, команда обнаружила ранее неизвестный источник излучения с единственной линией излучения, или длиной волны, в ближнем инфракрасном диапазоне. 

Затем группа исследователей сравнила эмиссионную линию с возможными источниками на более ранних изображениях, полученных с помощью телескопа JWST. Если источник присутствовал, то, по их мнению, он должен был быть достаточно ярким, чтобы его можно было наблюдать в ходе обзора JADES, проведенного в октябре 2022 года.

И все же, несмотря на то, что исследователи неоднократно определяли длину волны с разных ракурсов, она «не соответствовала ни одному известному источнику».

Команда может исключить возможность того, что эмиссионная линия исходит из источника внутри галактики, но выяснить, откуда она взялась за её пределами, не так-то просто. По мере распространения излучения по Вселенной его длина волны растягивается, а это значит, что предстоит ещё много работы, чтобы определить, как выглядел сигнал в момент его излучения. 

Сигналом может быть излучение Лайман-альфа, ультрафиолетовая спектральная линия, генерируемая нейтральным водородом в галактике в ранней Вселенной. Согласно этой интерпретации, свет был испущен вскоре после Большого взрыва и с тех пор растягивался на протяжении миллиардов лет, прежде чем достичь нас. 

Команда отмечает, что галактики были обнаружены на более высоких красных смещениях, но с такой интерпретацией есть проблемы. Например, если бы это было так, то их следовало бы увидеть в более раннем обзоре JADES, и даже тогда сигналу было бы трудно пробиться к нам сквозь плотный «туман» нейтрального водорода в ранней Вселенной.

Команда также предположила, что это может быть активное галактическое ядро (АГЯ), необычайно яркий центр галактики, питаемый сверхмассивной черной дырой. Однако, при такой интерпретации мы снова ожидали бы увидеть другие эмиссионные линии, особенно указывающие на наличие металлов. Тем не менее, в этом может быть замешано близко расположенное АГЯ.

«Альтернативная возможность заключается в том, что активное ядро галактики (АГЯ) расположено в одном из трех соседних источников», — пишут исследователи. «В этом сценарии ионизирующее излучение от АГЯ может освещать отдельное облако газа в месте расположения этого источника линейного излучения».

Однако, опять же, команда ожидала бы появления сопутствующих эмиссионных линий. В целом, мы остаемся с загадкой, пока не сможем еще раз изучить этот регион, чтобы определить красное смещение и подтвердить источник.

«Независимо от его истинной природы — будь то первобытная галактика с крайне низкой металличностью, — заключает команда, — на z ∼ 12,2, далёкое активное ядро галактики в фазе угасания или источник с экстремально низким содержанием металлов на z ∼ 1,4, — этот объект крайне необычен и позволяет исследовать экстремальные физические условия».