Телескоп Джеймс Уэбб подсчитал сверхновые в ранней Вселенной: темпы их появления достигли пика
Астрономы, работающие с данными космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST), представили первые прямые оценки частоты вспышек сверхновых на больших красных смещениях — от z?2 до z?5. Исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, основано на наблюдениях в рамках обзора JADES Transient Survey (JTS).
Учёные проанализировали область глубокого поля JADES площадью около 25 квадратных угловых минут, где JWST в нескольких фильтрах получил изображения предельно слабых объектов (до 30 звёздной величины). В результате было выявлено 83 кандидата в сверхновые. Для каждого объекта использовалась фотометрическая классификация на основе одиночного спектрального распределения энергии.
Чтобы оценить точность метода, исследователи смоделировали около 23 тысяч синтетических спектров для сверхновых с коллапсом ядра (CC SN) и типа Ia (SN Ia) в диапазоне красных смещений 0,7–5. Это позволило верифицировать классификацию и рассчитать объёмные скорости вспышек.
Для выборки всех 83 кандидатов темпы CC SN составили 6,2 ? 10?? событий в год на кубический мегапарсек при z = 2,06–2,78 и 4,1 ? 10?? при z = 2,78–5,06. Эти значения согласуются с ожиданиями, основанными на измеренной по светимости галактик плотности космического звездообразования. Более того, наблюдается намеченное ранее падение темпов после «космического полудня» — эпохи максимальной активности звездообразования около 10 миллиардов лет назад.
Отдельно измерена скорость вспышек сверхновых типа Ia: 0,3 ? 10?? событий в год на кубический мегапарсек в интервале z = 1,92–3,60. Полученные результаты, хотя и основаны на небольшой статистике, являются первым прямым указанием на динамику сверхновых в ранней Вселенной.
Авторы отмечают, что будущие обзоры с JWST и космическим телескопом «Роман» позволят расширить выборки и уточнить оценки темпов сверхновых на больших красных смещениях. Это важно для понимания эволюции звёздного населения и истории звездообразования во Вселенной.
Подробное сравнение с моделями даётся в сопутствующей статье К. Вассалло и соавторов.
