Тайна молодой Вселенной раскрыта: какие галактики увидели впервые и почему это меняет космологию

Ученые сделали поразительное открытие: с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба удалось зафиксировать формирования крупных структур во Вселенной, которые появились совсем скоро после Большого взрыва — гораздо раньше, чем считалось ранее.

Исследовательская группа под руководством профессора Маттео Матури из Гейдельбергского университета представила результаты масштабного анализа данных программы COSMOS-Web, одной из крупнейших наблюдательных кампаний с использованием JWST. В фокусе проекта — далекие галактики, свет от которых шел к нам миллиарды лет, предоставляя уникальный взгляд на молодую Вселенную.

"Мы можем продемонстрировать, что вскоре после Большого взрыва появились крупномасштабные структуры, сопоставимые с сегодняшними группами галактик", — отмечает профессор Маттео Матури, возглавлявший международную команду из 13 стран.

Открытие поставило под сомнение прежние представления о временных рамках эволюции космических структур.

Поиски самых древних галактик

Программа COSMOS-Web охватывает глубокие участки неба, фиксируя слабейшие и наиболее удалённые объекты в нескольких диапазонах длин волн. Главная сложность — выявить даже самые слабо светящиеся и разреженные группы галактик, которые сложно заметить на фоне космического шума.

В помощь исследователям пришёл алгоритм AMICO (Adaptive Matched Identifier of Clustered Objects), разработанный в Институте теоретической астрофизики Гейдельберга специально для обнаружения групп галактик. В этот раз он был применён к беспрецедентно глубоким данным JWST, что позволило выделить 1678 групп в изученной области неба.

Из них около 670 групп были выявлены с надежностью около 90%, а почти 850 получили дополнительное подтверждение с помощью спектроскопии, благодаря чему удалось точно определить их расстояния и положения во Вселенной.

Что это значит для космологии?

Группы галактик — ключевые элементы космической паутины, огромной структуры, в которой распределена материя Вселенной. Они занимают промежуточное положение между отдельными галактиками и большими скоплениями, играя важную роль в формировании вселенской структуры.

Особенно захватывающим стало обнаружение групп с красным смещением более z = 2, что означает время существования Вселенной менее трёх миллиардов лет. Это открытие дает представление о формировании космических структур в очень ранний период, что раньше казалось невозможным.

Теперь команда планирует углублённые исследования физических характеристик этих древних групп — их массы, химического состава и других параметров, чтобы лучше понять процессы, лежащие в основе формирования Вселенной.

Новая эра в изучении космоса

Работа, опубликованная в журнале Astronomy & Astrophysics, демонстрирует, как современные инструменты, такие как телескоп Джеймса Уэбба, меняют наше представление о молодом космосе. Благодаря исключительной чувствительности и разрешающей способности JWST, ученые получили беспрецедентный доступ к самым древним эпохам Вселенной.

Полученные данные не только открывают окно в раннюю космологическую историю, но и закладывают фундамент для будущих моделей развития космических структур, помогая понять, как именно формировались первые крупные объекты