JWST выявил нехватку пылевых галактик в эпоху космического полудня

Группа астрономов, работающая с данными космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), представила результаты обзоров MEGA и SMILES. Учёные измерили инфракрасную светимость 634 галактик в диапазоне красных смещений от 0,2 до 2 — это эпоха «космического полудня», когда темпы звездообразования во Вселенной были максимальными.

Исследование опиралось на данные инструмента MIRI (Mid-Infrared Instrument). Астрономы напрямую измерили мощность эмиссионной линии 7,7 мкм, которая возникает в полициклических ароматических углеводородах — надёжном индикаторе пылевого звездообразования. Для этого использовались фильтры F1000W, F1500W или F2100W, что позволило получить выборку в два раза более глубокую, чем в более ранних работах.

Оказалось, что на слабом конце инфракрасной функции светимости наблюдается сильное уплощение: средний наклон ? составил около 0,147. Это значит, что менее яркие галактики скрывают за пылью гораздо меньше звёзд, чем предсказывали экстраполяции по более shallow наблюдениям. По сути, «недостающие» пылевые галактики не так активно формируют звёзды в пылевой оболочке.

Интегрировав новую функцию светимости, команда получила плотность темпа звездообразования (SFRD), которая оказалась несколько ниже значений, ранее измеренных обсерваториями ALMA, Herschel и Spitzer. При этом главными поставщиками пылевого звездообразования на z~1–2 по?прежнему остаются LIRG и ULIRG — галактики со сверхвысокой инфракрасной светимостью.

Открытие ставит под сомнение существующие модели эволюции галактик: если слабые пылевые системы не так активны, как считалось, то общий вклад пылевого звездообразования в космический полдень может быть пересмотрен в сторону понижения. Результаты также помогают точнее оценить долю звёзд, рождающихся в непрозрачных областях, и лучше понять роль пыли в ранней Вселенной.

Работа опубликована в репозитории arXiv (ID 2606.17146) и будет полезна для калибровки будущих наблюдательных программ на JWST и других телескопах.