Одним из неожиданных открытий космического телескопа Джеймса Уэбба является открытие массивных галактик в ранней Вселенной. Ожидалось, что в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва будут существовать только молодые, маленькие, молодые галактики. Но некоторые из недавно обнаруженных галактик кажутся такими же большими и зрелыми, как галактики, которые мы видим сегодня.
Сейчас найдены еще три таких галактики-монстра, и они имеют массу, аналогичную нашему Млечному Пути. Эти галактики образуют звезды почти в два раза эффективнее, чем галактики, сформировавшиеся позже во Вселенной. Хотя они все еще находятся в рамках стандартных теорий космологии, исследователи говорят, что они демонстрируют, как много еще нужно узнать о ранней Вселенной.
«Наши результаты меняют наше понимание формирования галактик в ранней Вселенной», — сказал в пресс-релизе доктор Мэнъюань Сяо, ведущий автор нового исследования и научный сотрудник Женевского университета.
Наиболее широко распространенной космологической моделью является модель лямбда-холодной темной материи (LCDM), которая утверждает, что первым галактикам во Вселенной не хватило времени, чтобы стать такими массивными, и они должны были иметь более скромные размеры.
Новые результаты, опубликованные в журнале Nature, были сделаны с использованием спектроскопических возможностей JWST в ближнем инфракрасном диапазоне волн. Это позволяет астрономам систематически изучать галактики в очень далекой и ранней Вселенной, включая эти три массивные галактики, закрытые пылью. Исследование проводилось в рамках программы телескопа FRESCO (Спектроскопически полные наблюдения за первую эпоху реионизации), в которой используется спектрограф JWST NIRCam/grism для измерения точных расстояний и звездных масс галактик. Результаты могут указывать на то, что образование звезд в ранней Вселенной было гораздо более эффективным, чем считалось ранее, что бросает вызов существующим моделям формирования галактик.
Однако существуют некоторые разногласия относительно того, действительно ли эти галактики являются сверхбольшими и зрелыми. В августе другое исследование обсудило более ранние открытия о «невероятно больших» галактиках, заявив, что наблюдаемое могло быть результатом оптической иллюзии, поскольку присутствие черных дыр в некоторых из этих ранних галактик делало их намного ярче и крупнее. чем они были на самом деле.
Но это последнее исследование было частью новой программы FRESCO с JWST по систематическому анализу полной выборки галактик в течение первого миллиарда лет космической истории, чтобы определить, преобладает ли в них ионизация молодых звезд (звездообразные галактики) или активное галактическое ядро. (AGN), т.е. черная дыра. Исследователи говорят, что этот новый подход позволяет точно оценить расстояние и надежно измерить звездную массу для всей выборки галактик.
«Наши результаты подчеркивают замечательную силу NIRCam/гризм-спектроскопии», — сказал Паскаль Ош, также из Женевского университета и главный исследователь программы FRESCO. «Прибор на борту космического телескопа позволяет нам идентифицировать и изучать рост галактик с течением времени, а также получить более четкое представление о том, как звездная масса накапливается в течение космической истории».
Исследователи, безусловно, будут проводить дальнейшие наблюдения за всеми этими недавно обнаруженными галактиками, что, как мы надеемся, поможет решить все оставшиеся вопросы о том, насколько массивны эти галактики и было ли звездообразование более быстрым в ранней Вселенной. Новые наблюдения большего количества больших, но молодых галактик поднимают вопрос о том, действительно ли галактики являются удивительными монстрами или оптическими иллюзиями. В любом случае, все результаты поднимают новые вопросы о процессе формирования звезд и галактик в ранней Вселенной.
«Ощущение интриги все еще сохраняется», — сказала Кэтрин Хворовски, аспирантка Техасского университета в Остине (Юта), возглавлявшая исследование, о котором мы сообщали в августе. «Не все до конца понятно. Вот что делает занятие такого рода наукой увлекательным, потому что это было бы ужасно скучно, если бы одна статья все выяснила или больше не было бы вопросов, на которые можно было бы ответить».
Дальнейшее чтение:
Женевский университет
Калифорнийский университет в Санта-Крус
Природа
