Загадки Всесвіту. Вчені порівняли формування перших зірок і галактик з автомобілем, що глухне — і ось, чому

З 2016 Хаббл зміг виявити галактику GN-z11 на відстані 13,4 млрд світлових років.

Вже скоро NASA запустить новий телескоп імені Джеймса Вебба, який напевно поліпшить наш космічний зір. Завдяки його поліпшеним лінзам, людство вперше отримає телескоп, який зможе побачити перші галактики, що з’явилися відразу після зародження Всесвіту.

Однак поки це диво інженерної думки готується до своєї місії, вчені все одно намагаються розгадати таємницю появи перших космічних структур нашого світу. Однак астрофізики з Ноттінгемського університету підійшли до цього питання з іншого боку і вирішили використовувати телескоп, який надає нам сам Всесвіт.

Вчені вже давно використовують ефект гравітаційного лінзування для дослідження космосу. Він виникає, коли масивний об'єкт своїм гравітаційним полем викривляє світло небесного тіла, що знаходиться за ним. Світло спотворюється до кільцеподібної форми і формує кільце Ейнштейна.

Таким чином, гравітація цього масивного об'єкта виступає в ролі лінзи — такого собі «природного телескопа».

Чорна діра проходить навпроти галактики і викривляє світло, що виходить від неї.

Навесні вчені подібним чином виявили галактику RXCJ0600-z, що знаходиться за 12,4 млрд світлових років від Землі. Фактично це одна з наймолодших і водночас найбільш далеких галактик, на які ми коли-небудь натикалися. У ній був виявлений вуглецевий газ, що дивно для галактики, яка з’явилася лише через 900 млн років після Великого вибуху — в той час ранній Всесвіт містив лише невелику кількість гелію і водень.

Як виявилося, попередні гіпотези про формування галактик були не зовсім вірні. Вуглецевий газ в RXCJ0600-z6 рухався впорядковано, хоча раніше вважалося, що це повинно відбуватися абсолютно хаотично. Також галактика оберталася, що раніше вважалося ознакою старіших галактик.

Команда вчених з Ноттінгема використовувала дані космічного телескопа Хаббл і Gran Telescopio Canarias, щоб знайти і вивчити найменші і найслабші галактики по сусідству з нами. Результати їх дослідження розмістили в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Зараз у дослідників є два припущення, як відбувалося формування перших зірок і галактик — воно могло бути стійким, поступово формуючи все більш складні і масивні системи, а могло бути більш різким і переривчастим, з інтенсивними, але короткотривалими спалахами зореутворення, викликаними такими подіями, як злиття і посилена акреція газу.

Через те, що знайти найперші галактики або зірки прямо зараз практично неможливо, вчені досліджували невеликі і тьмяні галактики недалеко від Чумацького Шляху, які могли б виступити аналогами наших древніх космічних предків. Як гравітаційну лінзу вони використовували скупчення галактик — досить масивні об'єкти, щоб викривляти світло, яке проходить крізь них, і підвищувати яскравість тьмяних небесних об'єктів.

Як виявилося, подібні маленькі аналоги найперших галактик ростуть переривчасто — періоди бурхливої активності перериваються тривалим затишшям. Потім цикл повторюється.

Астрофізик Алекс Гріффітс, один із дослідників, порівняв це з роботою двигуна автомобіля, який періодично глухне: «Головне наше відкриття полягає в тому, що утворення галактик відбувається переривчасто — існують періоди активного зореутворення, які змінюються періодами сну».

Також вчені відзначають, що ці періоди активності ніяк не пов’язані зі злиттями галактик, як можна було б припустити. Ймовірно, це відбувається через посилену акрецію газу, проте причину цього нам ще належить знайти. Найімовірніше, для подібного дослідження вчені не відмовляться від допомоги телескопа Джеймса Вебба, коли той почне працювати.