«Джеймс Уэбб» подтвердил обнаружение самой древней галактики, которую видело человечество

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» подтвердил открытие самой далекой из известных галактик, существовавшей всего через 320 миллионов лет после Большого взрыва. Это открытие не просто устанавливает новый рекорд, но и ставит под сомнение современные модели формирования первых звездных систем во Вселенной.

Спектральный анализ как ключ к прошлому

Четыре галактики-кандидата, включая рекордную JADES-GS-z13-0, были обнаружены еще в первых обзорах обсерватории. Однако для точного определения их возраста потребовались данные инфракрасных спектрографов «Уэбба». Ученые проанализировали спектры объектов, сосредоточившись на поиске так называемого предела Лаймана — характерного обрыва в излучении на определенной длине волны. Смещение этой границы в красную область спектра позволяет с высокой точностью вычислить расстояние до объекта и, следовательно, момент времени, когда испущенный им свет начал свое путешествие.

Новый рекорд и его предшественник

Результаты спектроскопии показали, что три галактики находятся на отрезке менее 450 миллионов лет после рождения Вселенной. Абсолютным рекордсменом стала JADES-GS-z13-0 с красным смещением 13,2, что соответствует эпохе всего через 320 миллионов лет после Большого взрыва. Предыдущий рекорд, установленный телескопом «Хаббл», принадлежал галактике GN-z11, которая сформировалась примерно на 80 миллионов лет позже.

Портреты юной Вселенной

Исследование позволило составить и первые характеристики этих древних объектов. Их массы оцениваются примерно в 100 миллионов солнечных, что типично для галактик той эпохи. Для сравнения, масса Млечного Пути составляет около 1,5 триллиона солнечных масс. Несмотря на скромные размеры, в этих системах идет активный процесс звездообразования — ежегодно там рождаются звезды общей массой примерно в три Солнца. Кроме того, как и предполагают теории, эти галактики практически лишены «металлов» — элементов тяжелее гелия, которые накапливаются позже в результате жизненных циклов звезд.

Само по себе обнаружение галактик в столь раннюю эпоху ожидаемо и подтверждает возможности новой обсерватории. Однако накопленные за последний год данные «Джеймса Уэбба» рисуют более сложную картину. Астрономы отмечают, что массивных и ярких галактик в молодой Вселенной оказывается существенно больше, чем предсказывали существующие космологические модели. Ранее телескоп уже обнаружил несколько неожиданно крупных систем, чье существование в ту эпоху сложно объяснить. Новое подтвержденное открытие усиливает этот парадокс, указывая на то, что процессы формирования и эволюции первых галактик могли протекать гораздо быстрее и эффективнее, чем считалось.

Открытие ставит перед теоретиками сложную задачу по пересмотру сценариев ранней эволюции космоса. Ученым предстоит выяснить, какие физические механизмы позволили структурам размером с галактику собраться и начать активное звездообразование в столь сжатые по космологическим меркам сроки. Дальнейшие наблюдения «Джеймса Уэбба» за подобными объектами должны пролить свет на природу темной материи, процессы охлаждения первичного газа и условия, в которых зажигались самые первые звезды.