Najpierw pojawiła się jako świecąca plama widziana przez teleskopy naziemne, a następnie zniknęła całkowicie na zdjęciach wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Teraz widmowy obiekt pojawił się ponownie jako słaba, ale wyraźnie dostrzegalna galaktyka na zdjęciu wykonanym przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST).
Astronomowie biorący udział w projekcie COSMOS-Web wskazują, że obiekt AzTECC71 jest pyłową galaktyką gwiazdotwórczą. Inaczej mówiąc, jest to galaktyka, w której intensywnie powstają nowe gwiazdy, ale która jednocześnie przesłonięta jest gęstą zasłoną pyłową, przez którą niezwykle trudno ją dostrzec – sprzed prawie miliarda lat po Wielkim Wybuchu. Kiedyś uważano, że galaktyki te są niezwykle rzadkie we wczesnym wszechświecie. Problem w tym, że to odkrycie oraz kilkanaście dodatkowych kandydatów z pierwszej połowy danych zebranych w ramach programu COSMOS-Web, które nie zostały jeszcze opisane w literaturze naukowej, sugeruje, że może być ich trzy do dziesięciu razy więcej, niż się spodziewano.
„To coś to prawdziwy potwór. Mimo że wygląda jak mała plamka, w rzeczywistości co roku tworzy setki nowych gwiazd. A fakt, że nawet coś tak ekstremalnego jest ledwo widoczne na najczulszych obrazach z naszego najnowszego teleskopu, jest dla mnie niezwykle ekscytujące. To odkrycie wskazuje, że przed nami gdzieś wciąż kryje się cała populacja galaktyk” – mówi Jed McKinney z Uniwersytetu Teksasu w Austin. Jeśli ten wniosek się potwierdzi, będzie to oznaczać, że wczesny Wszechświat był znacznie bardziej zapylony, niż wcześniej sądzono.
Projekt COSMOS-Web – największa inicjatywa badawcza realizowana za pomocą JWST ma na celu sporządzenie mapy do miliona galaktyk z części nieba wielkości trzech księżyców w pełni. Celem projektu jest zbadanie najwcześniejszych struktur wszechświata. Zespół składający się z ponad 50 badaczy otrzymał 250 godzin obserwacji w pierwszym roku JWST i otrzymał pierwszą partię danych w grudniu 2022 r., a kolejne otrzyma do stycznia 2024 r.
Pyłową galaktykę gwiazdotwórczą trudno dostrzec w pasmie optycznym, ponieważ większość światła jej gwiazd jest pochłaniana przez pył, a następnie ponownie emitowana na bardziej czerwonych (lub dłuższych) falach. Przed JWST astronomowie czasami nazywali je „ciemnymi galaktykami Hubble’a”.
„Do tej pory jedynym sposobem, w jaki mogliśmy zobaczyć galaktyki we wczesnym Wszechświecie, było obserwowanie ich w zakresie optycznym za pomocą Hubble’a” – dodaje McKinney. „Oznacza to, że nasze zrozumienie historii ewolucji galaktyk jest ograniczone, ponieważ widzimy tylko niezasłonięte, mniej zapylone galaktyki”.
Galaktykę AzTECC71 po raz pierwszy odkryto jako niewyraźną plamę promieniowania emitowanego przez pył za pomocą kamery na Teleskopie Jamesa Clerka Maxwella na Hawajach, która widzi w zakresie długości fal od dalekiej podczerwieni do mikrofal. Następnie zespół COSMOS-Web zauważył ten obiekt w danych zebranych przez inny zespół za pomocą teleskopu ALMA w Chile, który ma wyższą rozdzielczość przestrzenną i widzi w podczerwieni. To pozwoliło im zawęzić lokalizację źródła. Kiedy spojrzeli na dane JWST w podczerwieni przy długości fali 4,44 mikrona, odkryli słabą galaktykę dokładnie w tym samym miejscu. W krótszych falach światła, poniżej 2,7 mikrona, była ona całkowicie niewidoczna.
„Dzięki JWST możemy po raz pierwszy zbadać właściwości optyczne i podczerwone tej mocno przesłoniętej pyłem, ukrytej populacji galaktyk. Teleskop ten nie tylko może zaglądać w najdalsze zakątki wszechświata, ale może też zajrzeć za najgęstszą przesłonę pyłową”.
Zespół szacuje, że galaktykę obserwujemy z przesunięciem ku czerwieni wynoszącym około 6, co oznacza, że docierające do nas promieniowanie zostało wyemitowane około 900 milionów lat po Wielkim Wybuchu.