Відкриття космічного телескопа Вебба кидає виклик колишнім уявленням про Всесвіт

«Ці об’єкти набагато масивніші, ніж хтось очікував», — сказав Джоел Леджа, доцент кафедри астрономії та астрофізики Пенсильванського університету, який моделював світло від цих галактик. «Ми очікували, що на цей час знайдемо лише крихітні, молоді галактики-дитинчата, але ми виявили такі ж зрілі галактики, як наша, у тому, що раніше вважалося зорею Всесвіту».

Використовуючи перший набір даних, опублікований космічним телескопом Джеймса Вебба NASA, міжнародна група вчених виявила об’єкти, такі ж зрілі, як Чумацький Шлях , коли вік Всесвіту становив лише 3% від його поточного віку, приблизно через 500-700 мільйонів років після Великого вибуху. Телескоп оснащений інфрачервоними датчиками, здатними виявляти світло, яке випромінювали найдавніші зірки та галактики. По суті, телескоп дозволяє вченим побачити приблизно 13,5 мільярдів років назад у часі, близько початку Всесвіту, яким ми його знаємо, пояснила Лея.

«Це наш перший погляд так далеко назад, тому важливо зберігати відкритість щодо того, що ми бачимо», — сказала Лея. «Хоча дані вказують на те, що вони, ймовірно, є галактиками, я думаю, що існує реальна ймовірність того, що деякі з цих об’єктів виявляться затемненими надмасивними чорними дірами. Незважаючи на це, маса, яку ми виявили, означає, що відома маса зірок у цей період нашого Всесвіту в 100 разів більша, ніж ми вважали раніше. Навіть якщо ми скоротимо вибірку наполовину, це все одно буде вражаючою зміною».

У статті, опублікованій сьогодні (22 лютого 2023 року) в журналі Nature, дослідники демонструють докази того, що шість галактик набагато масивніші, ніж хтось очікував, і ставлять під сумнів те, що вчені раніше розуміли про формування галактик на самому початку Всесвіту.

«Виявлення того, що формування масивних галактик почалося дуже рано в історії Всесвіту, перевертає те, що багато хто з нас вважав усталеним науковим висновком», — сказала Лея. «Ми неофіційно називали ці об’єкти «руйнівниками всесвіту» — і досі вони виправдовували свою назву».

Лея пояснила, що галактики, які виявила команда, настільки масивні, що вони суперечать 99% відсоткам моделей для космології. Облік такої великої кількості маси вимагав би або зміни моделей космології, або перегляду наукового розуміння формування галактик у ранньому Всесвіті — що галактики починалися як невеликі хмари зірок і пилу, які поступово збільшувалися з часом. Будь-який сценарій вимагає фундаментальних змін у нашому розумінні того, як виник Всесвіт, додав він.

«Ми вперше зазирнули в дуже ранній Всесвіт і не мали уявлення, що збираємося знайти», — сказала Лея. «Виявляється, ми знайшли щось настільки несподіване, що насправді створює проблеми для науки. Це ставить під сумнів всю картину раннього формування галактик».

12 липня NASA опублікувало перші повнокольорові зображення та спектроскопічні дані з космічного телескопа Джеймса Вебба. Найбільший інфрачервоний телескоп у космосі Webb був розроблений, щоб побачити генезис космосу, його висока роздільна здатність дозволяє спостерігати надто старі, віддалені або слабкі об’єкти для космічного телескопа Hubble.

«Коли ми отримали дані, усі просто почали занурюватися, і ці величезні речі вискочили дуже швидко», — сказала Лея. «Ми почали займатися моделюванням і намагалися зрозуміти, що це таке, тому що вони були такими великими та яскравими. Моєю першою думкою було те, що ми зробили помилку, і ми просто знайдемо її та продовжимо життя. Але нам ще належить знайти цю помилку, незважаючи на численні спроби».

Лея пояснила, що одним зі способів підтвердити знахідку команди та пом’якшити будь-які сумніви, що залишилися, було б зробити спектральне зображення масивних галактик. Це дало б команді дані про справжні відстані, а також про гази та інші елементи, з яких складаються галактики. Потім команда могла використовувати дані, щоб змоделювати більш чітку картину того, як виглядали галактики та наскільки вони насправді були масивними.

«Спектр відразу скаже нам, чи є ці речі реальними», — сказала Лея. «Це покаже нам, наскільки вони великі, як далеко вони. Що смішно, у нас є всі ці речі, яким ми сподіваємось навчитися у Джеймса Вебба, і це було далеко не на вершині списку. Ми знайшли те, про що ніколи не думали запитувати у Всесвіту — і це сталося набагато швидше, ніж я думав, але ось ми тут».