«Джеймс Уэбб» открыл пару древнейших галактик, которые слишком велики для своего времени

Две галактики, сформировавшиеся спустя 330 миллионов лет после Большого взрыва, заставляют ученых переписывать сценарии ранней Вселенной. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружил и подтвердил существование объектов, которые не просто являются одними из самых удаленных, но и обладают аномально крупными размерами для своей эпохи. Это ставит под сомнение текущие модели формирования структур во Вселенной и указывает на то, что процессы звездообразования в первые сотни миллионов лет после сингулярности протекали гораздо интенсивнее, чем считалось ранее.

Гравитационная линза как ключ к прошлому

Для того чтобы заглянуть в эпоху «космического рассвета», международная группа астрономов использовала массивное скопление галактик Abell 2744, известное также как скопление Пандоры. Находясь на расстоянии около 3,5 миллиарда световых лет от Земли, это скопление действует как природная гравитационная линза. Его колоссальная масса искривляет пространство-время, усиливая и искажая свет от объектов, расположенных на самом краю наблюдаемой Вселенной.

Методика отбора: от тысяч кандидатов к рекордсменам

В феврале текущего года JWST провел 30-часовую сессию наблюдений в этом секторе неба, используя инструменты NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона) и NIRSpec (спектрометр ближнего инфракрасного диапазона). Первичный анализ выявил десятки тысяч источников инфракрасного излучения. Из этого массива данных исследователи отобрали 700 наиболее перспективных кандидатов на роль самых далеких галактик. Решающим этапом стал спектральный анализ, который позволил точно измерить величину красного смещения для каждого объекта и отсеять случайные источники.

Объекты UNCOVER: рекорд размера и удаленности

В результате скрупулезной работы были подтверждены две галактики, получившие обозначения UNCOVER z-13 и UNCOVER z-12. Первая из них, UNCOVER z-13, существовала спустя примерно 330 миллионов лет после Большого взрыва, что делает ее вторым по удаленности подтвержденным объектом в истории наблюдений. Вторая галактика, UNCOVER z-12, занимает четвертое место в этом списке. Однако главной неожиданностью стали не рекорды дальности, а физические характеристики этих звездных систем.

«Арахис» и «пушистый шар»: загадка раннего роста

Обе галактики оказались не просто точками в инфракрасном диапазоне. Они имеют отчетливую структуру: одна из них напоминает по форме «арахис», другая — «пушистый шар». Но самое важное — их размеры. Среди всех известных галактик ранней Вселенной эти две являются самыми крупными. Современные космологические модели предполагают, что в столь юном возрасте галактики должны быть карликовыми и компактными. Наблюдаемые размеры UNCOVER z-13 и UNCOVER z-12 указывают на то, что процесс сборки галактик и накопления звездной массы происходил с гораздо большей скоростью, чем это допускают теоретические симуляции.

Эти открытия добавляют новую главу в историю космологических противоречий. Ранее телескоп «Хаббл» также находил кандидатов в далекие галактики, но не мог подтвердить их природу из-за ограничений чувствительности. «Джеймс Уэбб» с самого начала своей работы штампует рекорды, каждый раз обнаруживая галактики с большим красным смещением. Еще в прошлом году JWST нашел несколько объектов, существовавших в интервале 300–500 миллионов лет после Большого взрыва. Однако именно размеры новых находок делают их аномалией. Если раньше ученые спорили о том, как быстро могли зажечься первые звезды, то теперь на первый план выходит вопрос о механизмах, позволяющих галактикам так быстро наращивать массу и линейные размеры. В ближайшие годы планируется серия наблюдений за этими объектами в разных спектральных диапазонах, чтобы уточнить их химический состав и динамику звездообразования. Это позволит либо найти подтверждение новым физическим механизмам, либо скорректировать существующие модели темной материи и космологической эволюции.