Космический Рассвет. Ученые выяснили, как родились первые галактики
Недавно ученые сделали значительный прорыв в понимании процессов формирования самых ранних галактик во Вселенной, наблюдая за бурной эпохой Космического Рассвета.
Используя данные космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST), они выявили, как около 13,3−13,4 миллиардов лет назад, всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, газовые резервуары активно впитывались в три новообразующиеся галактики.
«Можно сказать, что это первые прямые изображения формирования галактик, которые мы когда-либо видели, — отметил Каспер Эльм Хайнц из Института Нильса Бора в Дании, возглавлявший исследование. — Ранее Джеймс Уэбб показывал нам ранние галактики на более поздних стадиях эволюции, а сейчас мы видим сам процесс их рождения, когда формируются первые звёздные системы».
Космический Рассвет, охватывающий первые миллиарды лет после Большого взрыва, окутан загадками и туманом нейтрального водорода, который препятствовал свободному распространению света. JWST был создан для того, чтобы проникнуть сквозь этот туман, так как инфракрасные волны, в которых он работает, могут проходить через него легче, чем другие длины волн. Это позволяет ученым понять, как из горячего первичного плазменного супа формировались первые звёзды и галактики.
Хайнц и его международная команда использовали мощные инфракрасные возможности JWST, чтобы заглянуть в эпоху Космического Рассвета. Они обнаружили сигналы от трёх галактик, исходящие от окружающего их нейтрального водорода, который поглощал и переизлучал свет. Эти галактики существовали примерно через 400−600 миллионов лет после Большого взрыва, что делает их одними из самых ранних обнаруженных галактик.
«Эти галактики подобны сверкающим островам в море нейтрального, непрозрачного газа», — сказал Хайнц. Ученые также установили, что газовые резервуары вокруг галактик были достаточно большими и охватывали значительную часть каждой галактики. Это свидетельствует о том, что они активно формировались из окружающего материала, и наличие большого количества газа указывает на то, что на момент наблюдений в галактиках ещё не сформировалось большинство звезд.
«В течение нескольких сотен миллионов лет после Большого взрыва сформировались первые звезды, прежде чем звезды и газ начали объединяться в галактики, — добавил космолог и астрофизик Дарач Уотсон из Института Нильса Бора. — Мы наблюдаем начало этого процесса в наших данных».
Несмотря на эти открытия, остается много вопросов о Космическом Рассвете. Ученые только начинают разгадывать тайны, скрытые в нейтральном водороде, и предстоит еще многое узнать. Но три галактики, открытые командой Хайнца, представляют собой важный шаг вперед. Теперь, зная об их существовании, ученые могут изучать их более детально, чтобы лучше понять процесс формирования галактик.
«Один из самых фундаментальных вопросов, которые мы, люди, всегда задавали: „Откуда мы пришли?“, — отметил астроном Габриэль Браммер из Института Нильса Бора. — Здесь мы собираем воедино немного больше ответа, проливая свет на момент создания некоторых из первых структур Вселенной. Мы продолжим исследовать этот процесс, надеясь собрать ещё больше частей этой головоломки».
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
