Ученые, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба, обнаружили древнюю и далекую галактику, которая дает ключ к разгадке важного переходного периода, который, возможно, позволил ранней Вселенной выйти из «темных веков» раньше, чем считалось ранее.
По словам исследователей, телескоп, который заглядывает в прошлое, вглядываясь в глубины Вселенной, обнаружил галактику под названием JADES-GS-z13-1, которая появилась примерно через 330 миллионов лет после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад. Для сравнения, возраст Земли составляет около 4,5 миллиардов лет.
Считается, что Вселенная стремительно расширилась в течение доли секунды после Большого взрыва. После достаточного охлаждения он прошел через фазу, известную как космические темные века, в течение которой он был погружен в густой туман нейтрального водорода. Затем наступила эпоха реионизации, когда свет начал пронизывать этот туман. Телескоп Уэбба обнаружил доказательства того, что галактика JADES-GS-z13-1 уже достигла этой фазы.
Йорис Витсток, астрофизик из Центр происхождения Вселенной из Копенгагенского университета и Института Нильса Бора, сказал:
« Телескоп Уэбба подтвердил, что JADES-GS-z13-1 является одной из самых далеких галактик, известных на сегодняшний день. »
Соавтор исследования, опубликованного в журнале ПриродаВитсток добавляет:
« В отличие от других далеких галактик, эта демонстрирует очень четкие признаки мощного источника высокоэнергетического ультрафиолетового излучения, что указывает на то, что процесс реионизации в ней начался гораздо раньше, чем ожидалось. »
До сих пор неразрешенная загадка
Период, когда образовались первые звезды, черные дыры и галактики, называется космическим рассветом. На этом этапе испускаемые ультрафиолетовые лучи изменили химический состав нейтрального водорода, инициировав процесс реионизации, который позволил свету свободно циркулировать, освещая Вселенную.
Кевин Хайнлайн, астрофизик из обсерватории Стюарда при Университете Аризоны и соавтор исследования, объясняет:
« После Большого взрыва Вселенная представляла собой смесь водорода, гелия и темной материи, которая постепенно остывала. » Затем Вселенная стала полностью непрозрачной для ультрафиолетовых лучей. Водород плавал в нейтральной форме, каждый атом был связан с одним электроном. »
Он добавляет:
« Когда из этого газа образовались первые звезды и галактики, ультрафиолетовые лучи, испускаемые молодыми звездами и растущими массивными черными дырами, начали ионизировать водород. » «На протяжении сотен миллионов лет Вселенная менялась от тьмы к свету.»
Исследователи говорят, что свет, обнаруженный Уэббом, может быть результатом интенсивного звездообразования в ядре галактики или присутствия растущей сверхмассивной черной дыры, или даже комбинации того и другого.
Галактика JADES-GS-z13-1 имеет диаметр около 230 световых лет — в сотни раз меньше Млечного Пути. (Один световой год равен 9,5 триллиона километров.)
Телескоп Джеймса Уэбба, запущенный НАСА в 2022 году и введенный в эксплуатацию в 2023 году, позволяет глубже понять раннюю Вселенную.
До сих пор были обнаружены только четыре более старые галактики, включая нынешнего рекордсмена, обнаруженного спустя 294 миллиона лет после Большого взрыва, — без каких-либо признаков реионизации.
Удивительное обнаружение признаков реионизации в JADES-GS-z13-1 в виде пузырька ионизированного водорода ошеломило ученых, поскольку ранее считалось, что это явление началось гораздо позже.
