Изображения “Вебба” бросают вызов теориям о том, как эволюционировала Вселенная

Галактики, обнаруженные космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST), стали слишком массивными слишком рано после Большого взрыва как для стандартной модели космологии.

Об этом рассказывают в Техасском университете в Остине (UT Austin), передают OstanniPodii.com.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, сделан вывод, что шесть самых ранних и массивных кандидатов на галактики, из наблюдаемых JWST на данный момент, противоречат доминантным взглядам в космологии.

Это потому, что по подсчетам других исследователей, каждая из галактик наблюдается через 500-700 миллионов лет после Большого взрыва и при этом более чем в 10 миллиардов раз массивнее нашего Солнца. Одна из галактик даже кажется массивнее Млечного Пути, несмотря на то, что наша галактика имела на миллиарды лет больше времени для формирования и роста.

«Если массы верны, то мы находимся на неизведанной территории», - говорит автор нового исследования Мишель Бойлан-Колчин, доцент кафедры астрономии UT Austin.

«Нам понадобится что-то очень новое о формировании галактик или изменение космологии. Одна из самых экстремальных возможностей заключается в том, что вскоре после Большого взрыва Вселенная расширялась быстрее, чем мы предполагаем, что может потребовать новых сил и частиц».

Для формирования галактик такого размера так быстро, они также должны были бы превращать почти 100% имеющегося газа в звезды.

«Обычно мы наблюдаем максимум 10% газа, превращенного в звезды», - говорит Бойлан-Колчин. «Поэтому, хотя 100% преобразования газа в звезды технически находится на грани теоретически возможного, на самом деле для этого нужно, чтобы что-то сильно отличалось от того, что мы ожидаем».

Основываясь на стандартной модели космологии, астрономы предсказывают, какая доля атомов во Вселенной (вертикальная ось) содержится в галактиках с определенной массой звезд или выше (горизонтальная ось). В этом исследовании три галактики-кандидата (обозначенные одной точкой), как оказалось, используют гораздо большую долю доступных атомов для звезд, чем ожидалось. Вместо примерно 10%, как обычно (синяя дуга), данные свидетельствуют о том, что эти галактики-кандидаты превратили в звезды 100% доступных атомов. Credit: Mike Boylan-Kolchin/University of Texas at Austin

Несмотря на весь вызванный восторг, JWST поставил астрономов перед тревожной дилеммой. Если масса и время, прошедшее с момента Большого взрыва, для этих галактик будут подтверждены, потребуются фундаментальные изменения в господствующей модели космологии — так называемой парадигме "темная энергия + холодная темная материя" (ΛCDM), которой космология руководствуется с конца 1990-х годов.

Если существуют другие, более быстрые способы формирования галактик, чем предполагает ΛCDM, или если для образования звезд и галактик в ранней Вселенной было доступно больше материи, чем считалось ранее, астрономам придется изменить преобладающее мышление.

Время и масса шести галактик являются начальными оценками и требуют дальнейшего подтверждения с помощью спектроскопии — метода, который разделяет свет на спектр и анализирует яркость различных цветов. Такой анализ может показать, что центральные сверхмассивные черные дыры, которые могут нагревать окружающий газ, могут делать галактики ярче, чтобы они выглядели более массивными, чем они есть на самом деле.

Или, возможно, галактики на самом деле видны в более позднее время, чем предполагалось первоначально, из-за пыли, которая заставляет цвет света от галактики смещаться в красную сторону, создавая иллюзию, что они находятся на расстоянии больше световых лет и, таким образом, дальше в прошлое.

Данные о галактиках поступили от "Научного обзора Раннего выпуска космической эволюции" (CEERS), проводимого в рамках инициативы JWST под руководством астронома Стивена Финкельштейна из UT Austin.

Другой текущий совместный проект JWST, COSMOS-Web, соруководителем которого является Кейтлин Кейси из UT Austin, возможно, будет участвовать в спектроскопии и прольет больше света на полученные данные, чтобы помочь решить дилемму. COSMOS-Web охватывает область примерно в 50 раз большую, чем CEERS, и, как ожидается, обнаружит тысячи галактик.

«Он будет идеальным для обнаружения самых редких, самых массивных галактик в ранние времена, что позволит нам узнать, как быстро возникли самые большие галактики и черные дыры в ранней Вселенной», - сказал Бойлан-Колчин.

Первоначальное открытие и оценки масс и красных смещений шести галактик-кандидатов были опубликованы в журнале Nature в феврале группой под руководством Технологического университета Суинберна в Австралии.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.