Вселенная росла слишком быстро: "Джеймс Уэбб" нашёл галактику из первых 280 миллионов лет

Иногда кажется, что Вселенная хранит свои первые страницы слишком далеко от нас, чтобы их можно было прочитать. Но "Джеймс Уэбб" раз за разом доказывает обратное, находя галактики, которые существовали, когда космос был ещё совсем юным. На этот раз телескоп обнаружил яркий объект, сформировавшийся всего через 280 миллионов лет после Большого взрыва — и это снова ставит перед учёными неудобные вопросы о том, как быстро могла развиваться ранняя Вселенная. Об этом сообщает Naftemporiki.

Галактика MoM-z14: редкий "снимок" очень ранней эпохи

Новая находка получила обозначение MoM-z14. По словам исследователей, это одна из самых ранних галактик, свет от которой удалось надёжно подтвердить с помощью спектроскопии. Особый интерес вызывает возраст объекта: он существовал всего через 280 миллионов лет после Большого взрыва, то есть относится к самому началу формирования крупных структур во Вселенной.

Существование галактики подтвердили астрономы из научной группы, которую возглавил Институт астрофизики и космических исследований Кавли при Массачусетском технологическом институте (MIT). Для проверки использовали инструмент NIRSpec — ближний инфракрасный спектрограф "Джеймса Уэбба". Он позволяет "разложить" свет по спектру и точно определить, насколько сильно он смещён в красную область из-за расширения пространства.

По данным наблюдений, свет MoM-z14 путешествовал по Вселенной около 13,5 миллиарда лет из предполагаемых 13,8 миллиарда лет её существования. Это означает, что телескоп фактически смотрит на объект таким, каким он был в первые сотни миллионов лет космической истории.

Почему яркость ранних галактик удивляет теоретиков

MoM-z14 пополнила список галактик, которые в ранней Вселенной выглядят слишком яркими по сравнению с прежними прогнозами. Отмечается, что такие объекты оказываются примерно в 100 раз ярче, чем ожидалось по теоретическим моделям, созданным до запуска "Джеймса Уэбба".

Это важный момент, потому что яркость галактики обычно связана с интенсивностью звездообразования и количеством массивных звёзд. Если подобные системы существовали так рано и при этом были настолько активными, значит, либо первые звёзды формировались быстрее, либо условия в ранней Вселенной отличались от того, как их представляли раньше.

"Ископаемые ранней Вселенной" и загадка азота

Одна из идей, которая помогает искать объяснения, связана не только с далёкими галактиками, но и с нашей собственной. Исследователи обращают внимание на самую древнюю популяцию звёзд Млечного Пути. Ведущий автор исследования Рохан Найду из Института Кавли описывает их как своеобразные "ископаемые ранней Вселенной", поскольку они могли сформироваться в эпоху, когда химический состав космоса только начинал усложняться.

Интрига в том, что небольшая часть этих древних звёзд демонстрирует высокие концентрации азота. Похожий химический "след" астрономы замечают и в некоторых ранних галактиках, наблюдаемых "Уэббом", включая MoM-z14. Но тут возникает логическая проблема: если галактика существовала уже через 280 миллионов лет после Большого взрыва, времени для нескольких поколений звёзд, которые успели бы произвести так много азота, могло просто не хватить.

Это заставляет учёных рассматривать альтернативные сценарии. Одна из гипотез предполагает, что в крайне плотной среде ранней Вселенной могли появляться сверхмассивные звёзды, которые производили азота значительно больше, чем звёзды, знакомые астрономам в более поздние эпохи.

Реионизация: как первые галактики "очищали" Вселенную

MoM-z14 важна не только из-за возраста и химических особенностей. Наблюдения также указывают, что галактика могла участвовать в процессе, который астрономы называют реионизацией. Это один из ключевых периодов ранней космической истории, когда первые источники света начали "пробивать" плотный первобытный водородный туман, заполнявший Вселенную после Большого взрыва.

Именно выяснение сроков и механизмов реионизации было одной из главных задач, ради которых создавался "Джеймс Уэбб". Когда первые звёзды и галактики начали излучать достаточно энергии, их свет стал проходить дальше, распространяясь по космосу и со временем достигая современных телескопов.

По данным исследователей, MoM-z14 демонстрирует признаки того, что она "очищает" окружающее пространство от плотного водородного газа. Это делает галактику ещё одним ориентиром для составления временной шкалы реионизации и помогает уточнять, когда именно Вселенная стала более прозрачной для света.

Почему такие открытия меняют представление о первых эпохах космоса

Каждая новая ранняя галактика, подтверждённая "Джеймсом Уэббом", не просто добавляет точку на карте Вселенной. Она становится тестом для теорий о том, как быстро могли возникать звёзды, как формировались первые структуры и почему некоторые химические элементы появляются раньше ожидаемого срока.

MoM-z14 подчёркивает, что ранняя Вселенная могла быть куда более динамичной и продуктивной, чем предполагалось. И чем больше таких объектов удастся изучить, тем точнее астрономы смогут восстановить первые сотни миллионов лет истории космоса — эпоху, когда из тьмы начинали появляться первые галактики и свет впервые получил шанс свободно путешествовать сквозь пространство.