Полученные данные впервые позволили напрямую и детально увидеть, как излучение одной-единственной галактики помогало расчищать непроницаемую «дымку» нейтрального газа, заполнявшую космос вскоре после Большого взрыва. Более того, открытие заставляет ученых пересмотреть временные рамки завершения Эпохи реионизации.

Ключевые детали открытия:

• Возраст и красное смещение: MXDFz4.4 наблюдается на красном смещении z=4,442, что соответствует эпохе, когда Вселенной было около 1,4 млрд лет . Критически важным является то, что она была обнаружена лишь через ~250 миллионов лет после общепринятой даты окончания Эпохи реионизации (EoR) . Сам факт того, что такой мощный источник ионизирующего света существует после предполагаемого конца EoR, стал для ученых полной неожиданностью .
• Размер и звездообразование: Детальные снимки «Хаббла» в видимом диапазоне показали, что галактика содержит плотные скопления молодых звезд . Судя по всему, несколько последовательных вспышек звездообразования расчистили газ внутри и вокруг MXDFz4.4, проделав «окна» для мощного ультрафиолета .
• Доля утекающего излучения: Доля ионизирующих фотонов (лайман-континуума), которым удается покинуть галактику, оказалась рекордно высокой — в диапазоне 53–100% . Для сравнения, у большинства других изученных галактик этот показатель составляет не более 5–10%. Это делает MXDFz4.4 «сильным излучателем LyC» и наглядным примером того, какими должны были быть галактики, «пробивавшие» космический туман .
• Как это объясняет переход от тьмы к свету: MXDFz4.4 — мощный излучатель лайман-континуума, то есть она «пропускает» огромное количество высокоэнергетических фотонов, способных ионизировать нейтральный водород . Механизм таков: интенсивное звездообразование создало внутри галактики каналы, свободные от газа, и излучение беспрепятственно вырвалось в межгалактическую среду, превращая нейтральный, непрозрачный газ в ионизированную плазму, прозрачную для света .

Роль обсерваторий:

• «Хаббл»: Предоставил критически важные снимки высокого разрешения, показавшие структуру звездных скоплений и «пробитые» каналы . Именно «Хаббл» первым заметил неожиданное ультрафиолетовое излучение от этой галактики.
• VLT (Очень Большой Телескоп) / MUSE: Галактика была опознана как цель в рамках программы сверхглубокого поля MUSE (MXDF) . Инструмент MUSE на VLT обеспечил глубокую спектроскопию для подтверждения красного смещения и анализа линии Лайман-альфа, которая помогла отследить утекающее излучение .
• JWST («Джеймс Уэбб») / NIRISS: «Уэбб» получил спектр MXDFz4.4 в рамках программы NGDEEP. Хотя эмиссионных линий обнаружено не было, эти данные помогли исключить альтернативные сценарии красного смещения и уточнить фотометрию галактики .

Полученные данные впервые позволили напрямую и детально увидеть, как излучение одной-единственной галактики помогало расчищать непроницаемую «дымку» нейтрального газа, заполнявшую космос вскоре после Большого взрыва. Более того, открытие заставляет ученых пересмотреть временные рамки завершения Эпохи реионизации.

Ключевые детали открытия:

• Возраст и красное смещение: MXDFz4.4 наблюдается на красном смещении z=4,442, что соответствует эпохе, когда Вселенной было около 1,4 млрд лет . Критически важным является то, что она была обнаружена лишь через ~250 миллионов лет после общепринятой даты окончания Эпохи реионизации (EoR) . Сам факт того, что такой мощный источник ионизирующего света существует после предполагаемого конца EoR, стал для ученых полной неожиданностью .
• Размер и звездообразование: Детальные снимки «Хаббла» в видимом диапазоне показали, что галактика содержит плотные скопления молодых звезд . Судя по всему, несколько последовательных вспышек звездообразования расчистили газ внутри и вокруг MXDFz4.4, проделав «окна» для мощного ультрафиолета .
• Доля утекающего излучения: Доля ионизирующих фотонов (лайман-континуума), которым удается покинуть галактику, оказалась рекордно высокой — в диапазоне 53–100% . Для сравнения, у большинства других изученных галактик этот показатель составляет не более 5–10%. Это делает MXDFz4.4 «сильным излучателем LyC» и наглядным примером того, какими должны были быть галактики, «пробивавшие» космический туман .
• Как это объясняет переход от тьмы к свету: MXDFz4.4 — мощный излучатель лайман-континуума, то есть она «пропускает» огромное количество высокоэнергетических фотонов, способных ионизировать нейтральный водород . Механизм таков: интенсивное звездообразование создало внутри галактики каналы, свободные от газа, и излучение беспрепятственно вырвалось в межгалактическую среду, превращая нейтральный, непрозрачный газ в ионизированную плазму, прозрачную для света .

Роль обсерваторий:

• «Хаббл»: Предоставил критически важные снимки высокого разрешения, показавшие структуру звездных скоплений и «пробитые» каналы . Именно «Хаббл» первым заметил неожиданное ультрафиолетовое излучение от этой галактики.
• VLT (Очень Большой Телескоп) / MUSE: Галактика была опознана как цель в рамках программы сверхглубокого поля MUSE (MXDF) . Инструмент MUSE на VLT обеспечил глубокую спектроскопию для подтверждения красного смещения и анализа линии Лайман-альфа, которая помогла отследить утекающее излучение .
• JWST («Джеймс Уэбб») / NIRISS: «Уэбб» получил спектр MXDFz4.4 в рамках программы NGDEEP. Хотя эмиссионных линий обнаружено не было, эти данные помогли исключить альтернативные сценарии красного смещения и уточнить фотометрию галактики .