Телескоп Webb делает удивительное галактическое открытие в далекой Вселенной

Астрономы использовали космический телескоп Джеймса Уэбба, чтобы заглянуть в прошлое, в первые дни существования Вселенной - и они заметили нечто неожиданное.

Космическая обсерватория обнаружила шесть массивных галактик, существовавших между 500 и 700 миллионами лет после большого взрыва, в результате которого возникла Вселенная. Это открытие полностью перечеркивает существующие теории о происхождении галактик, говорится в новом исследовании, опубликованном в среду в журнале Nature.

"Эти объекты гораздо массивнее, чем все ожидали", - сказал в своем заявлении соавтор исследования Джоэл Лежа, доцент кафедры астрономии и астрофизики Университета штата Пенсильвания. "Мы ожидали найти только крошечные, молодые, детские галактики в этот момент времени, но мы обнаружили галактики, такие же зрелые, как наша собственная, в том месте, которое ранее считалось рассветом Вселенной".

Телескоп наблюдает за Вселенной в инфракрасном свете, который невидим для человеческого глаза, и способен обнаружить слабый свет древних звезд и галактик. Заглядывая в далекую Вселенную, обсерватория может, по сути, заглянуть в прошлое примерно на 13,5 миллиарда лет назад (ученые определили, что возраст Вселенной составляет около 13,7 миллиарда лет).

Это наш первый взгляд так далеко, поэтому важно, чтобы мы непредвзято отнеслись к тому, что видим", - сказал Лежа. "Хотя данные показывают, что это, скорее всего, галактики, я думаю, что существует реальная возможность того, что некоторые из этих объектов окажутся скрытыми сверхмассивными черными дырами. Независимо от этого, количество обнаруженной нами массы означает, что известная масса звезд в этот период нашей Вселенной в 100 раз больше, чем мы считали ранее. Даже если мы сократим выборку вдвое, это все равно будет поразительным изменением".

"Открытие того, что формирование массивных галактик началось чрезвычайно рано в истории Вселенной, ставит под сомнение то, что многие из нас считали устоявшейся наукой", - сказал Лежа. Мы неофициально называем эти объекты "разрушителями Вселенной" - и пока что они оправдывают свое название".

Галактики настолько массивны, что противоречат 99% моделей, представляющих ранние галактики во Вселенной, что означает, что ученым необходимо переосмыслить то, как галактики формировались и развивались. Текущая теория предполагает, что галактики начинались как небольшие облака звезд и пыли, которые росли с течением времени.

"Мы впервые заглянули в самую раннюю Вселенную и понятия не имели, что мы там найдем", - сказал Лежа. "Оказалось, что мы нашли нечто настолько неожиданное, что это создает проблемы для науки. Это ставит под сомнение всю картину раннего формирования галактик".

Исследование ранних галактик

Лежа и его коллеги начали анализировать данные Webb, а также первые снимки телескопа с высоким разрешением, как только они были опубликованы в июле. Галактики появились в виде больших световых точек, и команда была удивлена, увидев их - настолько, что подумала, что допустила ошибку в интерпретации данных.

"Когда мы получили данные, все начали погружаться в работу, и эти массивные штуки выскочили очень быстро", - сказал Лежа. "Мы начали проводить моделирование и пытались понять, что это такое, потому что они были такие большие и яркие. Моя первая мысль была о том, что мы совершили ошибку, и мы просто найдем ее и будем жить дальше. Но мы до сих пор не нашли эту ошибку, несмотря на множество попыток".

Один из способов определить, почему галактики росли так быстро, - это сделать спектральное изображение галактик, которое предполагает разделение света на различные длины волн для определения различных элементов, а также определить истинное расстояние между галактиками, сказал Лежа. Данные спектроскопии позволят получить более детальное представление о галактиках и их впечатляющих размерах.

"Спектр сразу скажет нам, реальны ли эти вещи", - сказал Лежа. "Он покажет нам, насколько они велики, как далеко они находятся. Забавно, что у нас есть все эти вещи, которые мы надеемся узнать от "Джеймса Уэбба", и это было далеко не на вершине списка. Мы нашли то, о чем никогда не думали спросить у Вселенной - и это произошло гораздо быстрее, чем я думал, но вот мы здесь".

Возможно также, что галактики, идентифицированные с помощью данных Webb, на самом деле являются чем-то совсем другим.

"Это наш первый взгляд так далеко, поэтому важно, чтобы мы непредвзято отнеслись к тому, что видим", - сказал Лежа. "Хотя данные показывают, что это, скорее всего, галактики, я думаю, что существует реальная возможность того, что некоторые из этих объектов окажутся скрытыми сверхмассивными черными дырами. Независимо от этого, количество обнаруженной нами массы означает, что известная масса звезд в этот период нашей Вселенной в 100 раз больше, чем мы считали ранее. Даже если мы сократим выборку вдвое, это все равно будет поразительным изменением".