JWST: молодые галактики дали 70% фотонов для реионизации Вселенной
Международная группа астрономов использовала телескоп James Webb (JWST) для оценки вклада молодых галактик в реионизацию межгалактической среды на ранних этапах эволюции Вселенной. Работа опубликована в репозитории препринтов arXiv.
Учёные проанализировали самую глубокую на сегодняшний день выборку галактик с сильными эмиссионными линиями [OIII] и H? (эквивалентная ширина в покое более 740 ангстрем) в поле скопления Abell 2744. Используя сверхглубокие снимки UNCOVER в фильтре F410M и эффект гравитационного линзирования, команда достигла предела светимости log(L)=41.3 эрг/с — на порядок глубже, чем в предыдущих исследованиях с JWST.
Отбор по эмиссионным линиям в оптическом диапазоне позволил выявить популяцию самых молодых, бедных металлами и пылью галактик. Последующая спектроскопия NIRSpec подтвердила природу 72% кандидатов, обеспечив детальную характеризацию 18 источников. Измерения бальмеровского декремента показали пренебрежимо малое количество пыли, а анализ линий указал на экстремально низкую металличность (12+log(O/H) от 6.8 до 7.7).
Типичное отношение [OII]/[OIII] составило 0.054±0.007, что привело к оценке средней доли выходящих лайман-континуум фотонов на уровне канонических 20%. После коррекции на спектроскопическую подтверждаемость обнаружено, что по численной плотности такие галактики с высоким эквивалентом составляют 56±12% от общей популяции, отобранной по ультрафиолетовому континууму.
Интегральный темп производства ионизирующих фотонов для этих эмиттеров оценён в log(?Nion/s?1 Mpc?3)=50.63±0.05. Эта величина соответствует примерно 70% полного бюджета, необходимого для завершения реионизации при красном смещении z?7. Результат согласуется с эмпирическими моделями.
Авторы подчёркивают, что отбор по линиям [OIII]+H? является мощным и нечувствительным к пыли методом поиска галактик эпохи реионизации. Исследование демонстрирует, что уже известные популяции галактик вносят доминирующий вклад в поддержание ионизационного баланса ранней Вселенной.
