Эти красные точки могут изменить все, что мы знаем о формировании галактик

Ученые заглянули на миллиарды лет в прошлое и обнаружили нечто, что может коренным образом изменить наши представления о том, как формируются галактики.

На изображениях, полученных с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), видны шесть ярких красных точек, которые считаются далекими галактиками, поскольку они появились более 13 миллиардов лет назад.

Но если это действительно галактики, то они не похожи ни на какие галактики, которые ученые наблюдали ранее. Это потому, что они невероятно большие и плотные для своего относительно молодого возраста.

«Первое, что я сказала, было: «Это не может быть правильно. Это безумие», — сказала астроном Кэтрин Зюсс. Как это происходит ведущий Нил Коксал.

Зюсс, научный сотрудник Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Санта-Круз, является одним из авторов исследования, описывающего открытие, которое было опубликовано на прошлой неделе в журнале Nature.

Что такое галактика и как она образуется?

Галактика — это совокупность газа, пыли, темной материи, звезд и их солнечных систем, удерживаемых вместе гравитацией. По данным НАСА, большинству из них от 10 до 13,6 миллиардов лет.

Поскольку свету требуется время, чтобы добраться из одного места в другое, изображения, сделанные телескопом, — это снимки прошлого. Эти таинственные красные точки были сфотографированы такими, какими они должны были появиться примерно через 500–700 миллионов лет после того, как Большой взрыв создал Вселенную 13,8 миллиарда лет назад.

И тем не менее, их масса и плотность уже намного превышают то, что ученые считали возможными в то время, соперничая с нашим собственным Млечным Путем, которому, как полагают, 13,6 миллиарда лет, что ненамного моложе самой Вселенной.

Это противоречит тому, как ученые считали, что галактики формировались в ранней Вселенной, говорит Зюсс.

«Итак, есть Большой взрыв, который является началом всего — вы знаете. Это начало всего пространства, всего времени, всей материи, всей энергии. Вы знаете, поэтому галактики должны поглотить весь этот газ и превратить его в звезды, прежде чем мы сможем их увидеть», — сказала она.

«И мы думали, что этот процесс занял миллиарды лет. Но вместо этого мы нашли эту огромную галактику менее чем через 500 миллионов лет после Большого взрыва — что звучит много, но это всего лишь три процента от общего возраста Вселенной. это очень, очень быстро».

Одна из этих потенциальных галактик имеет массу, эквивалентную массе нашей галактики Млечный Путь сегодня.

«У меня есть двухлетний племянник, так что если бы я пошел разбудить своего племянника, а вместо того, чтобы быть моим двухлетним племянником, ему было бы около 40», — сказал Зюсс. «Это не то, что вы думаете найти».

Это реальная сделка? Время покажет

Канадский внегалактический астроном Сара Галлахер, не участвовавшая в исследовании, говорит, что результаты «интригуют», но также «необходимо проверить».

Чтобы подтвердить свои выводы, исследователи будут использовать данные спектроскопии — углубленный взгляд на поглощение и испускание света — которые дадут лучшее представление о том, из чего на самом деле состоят эти красные точки, а также насколько они стары и велики. они действительно есть.

Возможно, эти красные точки вовсе не галактики, а какой-то другой источник света, такой как сверхмассивная черная дыра или квазар, говорят исследователи.

Или возможно, говорит Галлахер, что это галактики, но ученые сделали о них какие-то неверные предположения — например, массу звезд, излучающих свет.

«Дело в том, что галактика в очень ранней Вселенной совсем не похожа на галактику, подобную нашему Млечному Пути сегодня», — сказал Галлахер, директор Института исследования Земли и космоса Западного университета в Лондоне, Онтарио.

«У нас есть очень хорошее понимание того, как галактики, подобные нашему Млечному Пути, формируют звезды и эволюционируют с течением времени. Но мы действительно не знаем, на что были похожи эти очень, очень молодые галактики».

Но другая возможность, говорит Галлахер, заключается в том, что это действительно массивные молодые галактики, и Вселенная просто устроена не так, как мы предполагали.

«Это просто означает, что в основном мы думали, что поняли историю формирования галактик в ранней Вселенной, и мы ошибались. И знаете что? Это довольно круто», — сказала она.

«Я имею в виду, вот почему вы ставите телескопы, подобные Джеймсу Уэббу, потому что вы не знаете ответа на эти вопросы. И поэтому нам придется изменить наше понимание».

В этом случае, говорит Зюсс, это означает, что Млечный Путь — не единственный путь.

«Наш Млечный Путь, вероятно, сформировался намного позже во Вселенной, и поэтому мы думали, что это стандартно. Но оказывается, что некоторые вещи действительно могут формироваться очень, очень быстро», — сказала она. «Это означает, что существует действительно большое разнообразие способов роста галактик».

Если мы чему-то и научились с момента запуска JWST в декабре 2021 года, так это тому, что мы еще многого не знаем.

«С этим новым телескопом мы открыли совершенно новый взгляд на далекую вселенную. И это первый раз, когда мы можем так подробно рассмотреть эти самые ранние аспекты космоса», — сказала она.

«Я думаю, что сейчас самое захватывающее время во внегалактической астрономии с момента запуска Хаббла более 30 лет назад. И поэтому, вы знаете, я думаю, что следующие пару лет будут наполнены открытиями, подобными этому».