Обнаружена древнейшая галактика, пронзившая светом тьму Вселенной: ее сложно объяснить (фото)

30.04.2025 в 07:10

321

Обнаружена древнейшая галактика, пронзившая светом тьму Вселенной: ее сложно объяснить (фото)

Фото: Getty Images

Характеристики галактики делают ее уникальной, и они не соответствуют ожиданиям от типичных галактик

Удивительно, что свет от чрезвычайно далекой галактики JADES-GS-Z13-1-LA вообще достиг Земли. Этот свет вышел из галактики тогда, когда Вселенной было всего 330 миллионов лет, но тогда она была туманной и тусклой. Густой туман из газа заполнял пространство между звездами и даже между галактиками, поглощая звездный свет и окутывая всю Вселенную тьмой. Астрономы называют этот период космическими темными веками, и галактика JADES-GS-Z13-1-LA представляет собой самый ранний свет, пронзающий тьму, который астрономы видели на сегодняшний день. Исследование опубликовано в журнале Nature, пишет Space.

Более 13,5 млрд лет назад галактика JADES-GS-Z13-1-LA выпустила яркое ультрафиолетовое излучение, но когда этот свет преодолел миллиарды световых лет, пока галактику не обнаружил космический телескоп Уэбб, его волны растянулись. В результате ультрафиолетовый свет далекой галактики стал инфракрасным светом. Из-за этого его смог увидеть телескоп Уэбб, который наблюдает за ранней Вселенной с помощью инфракрасных приборов.

Ученые использовали свет этой древней галактики, чтобы получить больше информации о загадочном периоде в истории Вселенной, известном как эпоха реионизации. Этот период также известен, как космический рассвет, когда свет первых галактик начал рассеивать густой туман, который заполнял Вселенную и поглощал ультрафиолетовый свет.

Галактика JADES-GS-Z13-1-LA является одним из пионеров реионизации и является одной из старейших галактик, которые мы можем видеть. И это значит, что она может показать, как происходила реионизация, а также как эволюционировали самые первые галактики.

Примерно через 300 млн лет после Большого взрыва возникли первые звезды и создали самый первый звездный свет в космосе. В то же время плотный туман из водородного газа с небольшой примесью гелия заполнил Вселенную и поглотил звездный свет. Но ультрафиолетовое излучение изменило газовый туман и ионизировало его. Ионизированный газ, также называемый плазмой, поглощает энергию иначе, чем нейтральный газ, поэтому свет галактик в то время начал пронзать тьму Вселенной. Ученые считают, что свет галактики JADES-GS-Z13-1-LA создал вокруг нее пузырь реионизированной плазмы и часть света смогла пройти через межгалактическое облако.

Астрономы обнаружили, что свет гаалктики JADES-GS-Z13-1-LA выглядел более синим, чем они ожидали, то есть большая его часть принадлежит более части электромагнитного спектра. Галактика также выпускает удивительное количество излучения Лаймана-альфа. Это излучение возникает, когда нейтральный водород получает удар ультрафиолетового излучения.

Присутствие такого большого количества излучения Лаймана-альфа в спектре галактики говорит о том, что она бомбардирует окружающий водород большим количеством ультрафиолетового излучения.

Характеристики галактики делают ее уникальной, и они не соответствуют ожиданиям от типичных галактик, которые обнаружены в конце эпохи реионизации, примерно через 800 млн – 1 слрд лет после Большого взрыва, говорят ученые.

Чтобы объяснить удивительно энергичное свечение галактики JADES-GS-Z13-1-LA, нужно, чтобы она была наполнена массивными, горячими голубыми звездами, или, чтобы в ее центре находилась огромная сверхмассивная черная дыра, которая активно поглощает газ.

Если астрономы обнаружили свет от миллиардов звезд галактики, то эти звезды должны быть огромными и горячими: примерно в 15 раз горячее Солнца и более чем в 100 раз массивнее.
Если астрономы увидели свет, созидаемый в результате активного поглощения черной дырой межзвездного газа, то она должна быть массивнее, чем та, что находится в центре Млечного Пути. Масса черной дыры Стрелец А* в центре нашей галактики в 4 млн раз больше, чем у Солнца.

Но модели формирования и роста галактик, а также сверхмассивных черных дыр предполагают, что в очень ранней Вселенной ни одна сверхмассивная черная дыра не могла вырасти до таких размеров.

Если астрономы смогут объяснить загадочный свет древней галактики, то это поможет лучше понять, как формировались и эволюционировали ранние галактики в такие, как наш Млечный Путь. Пока что у ученых недостаточно данных, чтобы объяснить характеристики галактики JADES-GS-Z13-1-LA.

Если ученые смогут получить более подробные измерения спектра света, исходящего от галактики, они, возможно, смогут измерить, сколько гелия, кислорода и углерода участвует в создании света. Это позволит им сравнить полученные данные с моделями задействованной физики и посмотреть, какое объяснение лучше всего соответствует данным.