Ученые обнаружили гигантские галактики

В ранней Вселенной, задолго до того, как им положено было вырасти, астрономы обнаружили то, что они называют «красными монстрами»: три большие галактики, почти такие же большие, как Млечный Путь. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Это сложное открытие по нескольким причинам, и не последней из них является противоречие, которое оно создает нашему пониманию того, как формировались галактики, когда время и пространство рождали новорожденных в пустоте.

Підписуйтеcь на наш Telegram-канал Lenta.UA - ЄДИНІ незалежні новини про події в Україні та світі

«Вопрос о «невероятно» огромных галактиках вскоре после Большого взрыва беспокоит астрономов с тех пор, как появились первые снимки, полученные космическим телескопом Джеймса Уэбба», — говорит астроном Иво Лаббе из Технологического университета Суинберна.

«Это все равно, что найти ребенка весом 100 килограммов. JWST теперь доказал, что монстры действительно бродят по ранней Вселенной».

На основе тщательного наблюдения и анализа у нас есть довольно хорошее представление о том, как разворачиваются многие космические процессы. Но один важный временной период ускользает от нас: ранняя Вселенная, известная как Космический рассвет, первый миллиард лет после Большого взрыва.

У нас есть некоторые идеи о том, как быстро Вселенная собралась из первичной плазмы, которая пронизывала ранний космос, но получить наблюдательные свидетельства стало немного сложнее. С появлением JWST мы смогли собрать эти свидетельства. По мере того, как далекие уголки космоса отступают, свет от объектов внутри растягивается до инфракрасных длин волн, с помощью которых мощный космический телескоп рассматривает Вселенную, давая нам самый сильный зонд для Cosmic Dawn.

Согласно нашим моделям, галактикам требуется некоторое время, чтобы собраться и вырасти. Мы не совсем уверены в деталях, но самая популярная модель включает сгустки темной материи, в которые гравитационно собирается барионная (или обычная) материя. По мере того, как накапливается все больше и больше барионной материи, она начинает объединяться в звезды, вращаясь вокруг гигантской черной дыры в галактическом центре.

Хотя галактики появляются довольно быстро после Большого взрыва, считалось, что скорость их роста слишком медленная для появления массивных галактик во время Космической зари. Поэтому, когда JWST обратил свой золотой глаз к ранней Вселенной и начал видеть признаки более крупных, чем ожидалось, галактик, астрономы и космологи были озадачены.

Одно из возможных объяснений, предложенных ранее в этом году, заключается в том, что эти сверхбольшие галактики не такие уж большие, какими кажутся ; свет, излучаемый материей вокруг их центральных черных дыр, просто очень яркий, из-за чего галактики кажутся больше, чем они есть на самом деле. А недавнее открытие показало, что черные дыры могут в течение коротких периодов времени освещать свои галактики до очень высокой яркости.

Это может быть так для некоторых галактик. Но новое исследование, проведенное под руководством астронома Мэньюаня Сяо из Женевского университета в Швейцарии, показывает, что, по крайней мере, в некоторых случаях, когда что-то выглядит как массивная галактика и крякает как массивная галактика, это действительно массивная галактика.

Наблюдения проводились для программы JWST FRESCO , международного сотрудничества по получению точных измерений расстояний и масс галактик в ранней Вселенной. Большинство галактик, изученных командой, соответствовали существующим моделям эволюции галактик, но три действительно выделялись как аномальные.

Каждый из этих красных монстров был размером почти с Млечный Путь. Ни один из них на самом деле не противоречит текущей космологической модели или ведущей теории темной материи; но они предполагают, что галактики преобразуют барионную материю в звезды со скоростью, в два-три раза превышающей скорость наиболее эффективных галактик звездообразования в более поздние эпохи Вселенной.

Но галактики бросают вызов нашему пониманию скорости, с которой могут формироваться звезды. Если галактика очень активна, она должна содержать высокую скорость обратной связи — силы, которые отталкивают звездообразующий материал, ограничивая скорость, с которой могут формироваться новые звезды. Так что неудивительно, что, похоже, есть что-то, чего мы не знаем.

«Современные модели не в состоянии объяснить, как возможно, что звездообразование происходит столь эффективно на столь ранних этапах развития Вселенной», — говорит Лаббе.

«Обычно предполагается, что взрывающиеся звезды и сверхмассивные черные дыры убивают звездообразование, задувая свечу. Несомненно, будущие наблюдения Уэбба дадут нам подсказки относительно того, что мы упускаем».

Фото: NASA/CSA/ESA, M. Xiao & PA Oesch/University of Geneva, G. Brammer/Niels Bohr Institute, Dawn JWST Archive

Читайте также: Ученые обнаружили древнейшую галактику (Фото)