Ученые обнаружили шесть галактик в ранней Вселенной, которые настолько непостижимо массивны, что бросают вызов нашему базовому пониманию космоса, сообщает Vice.
Первоначальные галактики существовали только через 500-700 миллионов лет после Большого взрыва, их масса в 100 миллиардов раз превышала массу Солнца, что делает их почти такими же тяжелыми, как современный Млечный Путь.
Непонятно, как эти галактики смогли превратиться в таких гигантских «бегемотов» за столь короткий промежуток времени. Это свидетельствует о том, что наша основная концепция понимания Вселенной, известная как модель ΛCDM («Лямбда-СиДиЭм»), может быть «неполной», говорится в исследовании, опубликованном в среду в журнале Nature.
Возглавлявший новое исследование Иво Лаббе, астроном из Технологического университета Свинберна в Австралии, сказал, что открытие новых галактик стало огромной неожиданностью для его команды.
«Кажется, я выплюнул свой кофе, – говорит Лаббе. – Большинство моих коллег были онлайн по всему миру, прикипели к экранам, просматривая первые изображения. Кажется, я слышал, как у некоторых отвисала челюсть. Эти объекты действительно чрезвычайны. Похоже, что один из них сформировал 100 миллиардов солнечных масс в звездах, как в нашем современном Млечном Пути, всего за 5% времени. Этого мы точно не ожидали. Мы ожидали найти 0. Кроме того, формы этих галактик очень удивительны. Хотя одна из них имеет такую же массу, как и Млечный Путь, она в 30 раз меньше. Представьте себе Млечный Путь как среднестатистического взрослого человека весом 160 фунтов 5 футов 9 дюймов: эти галактики – годовалые дети, которые весят столько же и имеют не менее 3 дюймов высотой. Это действительно удивительно».
Лаббе и его коллеги открыли галактики с помощью наблюдений космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), самой мощной обсерватории, когда-либо запущенной в космос, результат сотрудничества между NASA, Европейским космическим агентством и Канадским космическим агентством.
Телескоп Уэбба, являющийся преемником космического телескопа Хаббл, революционизировал наше представление о вселенной с тех пор, как он начал работать в прошлом году, открыв древнейшие галактики, которые когда-либо видели люди, и сделал другие потрясающие наблюдения. Теперь новая сверхсовременная обсерватория совершила еще одно космическое открытие, увидев эти шесть непонятных галактик, существовавших более 13 миллиардов лет назад.
«Многие из нас знали, что космический телескоп Хаббл не дает нам полной картины, – объяснил Лаббе. – Он и не может. Ультрафиолетовый и видимый свет от первых звезд и галактик, образовавшихся после Большого взрыва, растягивается расширением Вселенной, когда он движется к нам, поэтому к тому времени, когда свет достигает нас, мы видим его как инфракрасный свет. Вот почему был построен телескоп вебба. Чтобы видеть там, где Хаббл был слеп».
Еще до того, как Уэбб открыл глаза на вселенную, ученые пытались объяснить наличие массивных галактик, существовавших около миллиарда лет после Большого взрыва. Теперь Лаббе и его коллеги углубили эту тайну, обнаружив массивные галактики с еще большим «красным смещением» – измерением, оценивающим расстояния посредством расширения света на более длинные, более красные длины волн, когда оно путешествует на огромные расстояния.
Команда заметила галактики в рамках программы Уэбба «Космическая эволюция на ранних стадиях» (CEERS), наблюдавшей за фрагментом неба вблизи Большой Медведицы. Хотя вполне возможно, что будущие наблюдения покажут, что галактики не столь массивны и не так далеки, новое исследование является еще одним намеком на то, что модель ΛCDM упускает что-то важное в формировании этих ранних гигантов.
«Космология ΛCDM Большого взрыва – это действительно хорошо проверенная теория, – сказал Лаббе. – Она делает подробные прогнозы о том, сколько газа было доступно для формирования звезд во Вселенной и когда. Чтобы сформировать количество звезд в этих галактиках, нужен почти весь имеющийся газ и превратить его в звезды с почти 100% эффективностью».
«Космологическая теория не собирается разрушаться в ближайшее время, – отметил он. – Чрезвычайные утверждения требуют доказательств. Предстоит еще много шагов, чтобы поставить эти результаты на более прочный фундамент. Альтернативным объяснением может быть то, что для некоторых галактик свет происходит не от миллиардов звезд, а от газа, падающего в сверхмассивную черную дыру (квазар). Это тоже интересно, ведь происхождение сверхмассивных черных дыр внутри галактик – еще одна неразгаданная тайна. Мы узнаем об этом в следующем году».
Независимо от того, как они образовались, интересно представить, какие миры могут существовать внутри этих компактных массивных галактик на грани видимого пространства и времени – хотя Лаббе предупреждает, что они будут крайне неуемны для жизни, которой мы его знаем.
«Кроме того, что мы, вероятно, не знаем, какие формы может принимать жизнь и как выживать, – если бы мы оказались внутри одной из этих галактик, мы были бы обречены, – объяснил он. – Эти галактики в 30 раз меньше, то есть минимум в 1000 раз плотнее нашего Млечного Путь. Это значит, что соседние сверхновые, вероятно, сварили бы атмосферу и поджарили нас радиацией. Были бы планеты и звезды, живущие достаточно долго, чтобы выдержать это. Но окружающая среда была бы откровенно враждебна жизни».
Иными словами, эти давние галактики — тотальные смертельные ловушки, хотя их таинственное происхождение может помочь ученым понять эволюцию современных галактик, включая Млечный Путь, единственное место, где, как мы знаем, существует жизнь.
Для этого исследователям придется использовать спектроскопию, чтобы подтвердить, что эти галактики действительно настолько далеки, как кажется на первый взгляд, и оценить, производится ли их свет звездами, или чем-то более экзотическим.
«Лично я очень взволнован потенциалом детских квазаров в галактиках, – подытожил Лаббе. – Это совершенно новое явление, которое было невозможно до появления Уэбба. Впереди еще так много открытий. Мы только начали!»
