Відкриття масивних ранніх галактик суперечить попереднім уявленням про Всесвіт

Шість масивних галактик, виявлених у ранньому Всесвіті, можуть змінити попередні уявлення вчених про походження галактик у Всесвіті.

Про це розповідають в Університеті штату Пенсильванія (PSU), передають OstanniPodii.com.

“Ці об'єкти набагато масивніші, ніж будь-хто очікував”, - сказав Джоел Леджа, доцент кафедри астрономії та астрофізики PSU, який моделював світло від цих галактик. “Ми очікували знайти тільки крихітні, молоді, новонароджені галактики в цей момент часу, але ми виявили галактики, такі ж зрілі, як наша власна, в тому місці, яке раніше вважалося світанком Всесвіту”.

Використовуючи перший набір даних, отриманих за допомогою космічного телескопа "Джеймс Вебб", міжнародна група вчених виявила такі ж зрілі об'єкти, як Чумацький Шлях, коли вік Всесвіту становив лише 3% від його нинішнього віку, приблизно через 500-700 мільйонів років після Великого вибуху. Телескоп оснащений інфрачервоними приладами, здатними виявити світло, яке випромінювали найдавніші зорі й галактики. По суті, телескоп дає змогу вченим зазирнути в минуле приблизно на 13,5 мільярдів років тому, близько до початку існування Всесвіту, як ми його знаємо, пояснив Леджа.

“Це наш перший погляд так далеко назад, тому важливо, щоб ми неупереджено поставилися до того, що ми бачимо”, - сказав Леджа. “Хоча дані показують, що це, швидше за все, галактики, я думаю, що існує реальна можливість того, що деякі з цих об'єктів виявляться прихованими надмасивними чорними дірами. Незалежно від цього, кількість виявленої нами маси означає, що відома маса зірок у цей період нашого Всесвіту у 100 разів більша, ніж ми вважали раніше. Навіть якщо ми скоротимо вибірку вдвічі, це все одно буде дивовижною зміною”.

У статті, опублікованій 22 лютого в журналі Nature, дослідники наводять докази того, що ці шість галактик набагато масивніші, ніж усі очікували, і ставлять під сумнів те, що вчені раніше розуміли про формування галактик на самому початку Всесвіту.

В статті говориться, що ці галактики мають червоний зсув (z) від 7.4 до 9.1, і одна з галактик має можливу зоряну масу близько 10^11 сонячних.

“Виявлення того, що формування масивних галактик почалося дуже рано в історії Всесвіту, перевертає те, що багато хто з нас вважав усталеною наукою”, - каже Леджа. “Ми неофіційно називаємо ці об'єкти такими, що "порушують Всесвіт" — і поки що вони виправдовують свою назву”.

Леджа пояснив, що виявлені командою галактики настільки масивні, що суперечать 99% моделей космології. Врахування такої великої маси вимагатиме або зміни моделей космології, або перегляду наукового розуміння формування галактик у ранньому Всесвіті — що галактики починалися як невеликі хмари зірок і пилу, які поступово збільшувалися з часом. Будь-який із цих сценаріїв вимагає фундаментальних змін у нашому розумінні того, як виник Всесвіт, додав він.

“Ми вперше зазирнули в найбільш ранній Всесвіт і не мали ні найменшого уявлення про те, що ми там знайдемо”, - сказав Леджа. “Виявилося, що ми знайшли щось настільки несподіване, що це створює проблеми для науки. Це ставить під сумнів усю картину формування ранніх галактик”.

Перші повноколірні зображення і спектроскопічні дані з космічного телескопа Джеймса Вебба НАСА опублікувало 12 липня 2022 року. Найбільший інфрачервоний телескоп у космосі, "Вебб" був створений для спостереження за зародженням космосу, його висока роздільна здатність дає змогу побачити об'єкти, надто старі, далекі або тьмяні для космічного телескопа "Габбл".

“Коли ми отримали дані, всі почали занурюватися у роботу, і ці масивні об'єкти з'явилися дуже швидко”, - каже Леджа. “Ми почали проводити моделювання та намагалися зрозуміти, що це таке, тому що вони були такими великими і яскравими. Моя перша думка була про те, що ми зробили помилку, і ми просто знайдемо її та будемо жити далі. Але ми досі не знайшли цю помилку, попри безліч спроб”.

Леджа пояснив, що одним зі способів підтвердити знахідку команди та розвіяти всі побоювання, що залишилися, було б отримання спектрального зображення масивних галактик. Це дало б змогу команді отримати дані про справжні відстані, а також про гази та інші елементи, з яких складаються галактики. Потім команда могла б використовувати ці дані для моделювання чіткішої картини того, який вигляд мали галактики й наскільки масивними вони були насправді.

“Спектр відразу скаже нам, чи реальні ці об'єкти”, - сказав Леджа. “Він покаже нам, наскільки вони великі, як далеко вони розташовані. Кумедно, що у нас є всі ці речі, які ми сподіваємося дізнатися від "Джеймса Вебба", і це не було навіть близько до вершини списку. Ми знайшли те, про що ніколи не думали, запитуючи Всесвіт, і це сталося набагато швидше, ніж я думав, але ось ми тут”.

Крім PSU, співавторами дослідження є науковці з Технологічного університету Свінберна, Єльського університету, Університету Колорадо, Університету Піттсбурга, Каліфорнійського університету, Стенфордського університету, Копенгагенського університету, Массачусетського університету та Університету Валенсії.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.