Джеймс Уэбб объясняет загадку некоторых из самых ранних галактик
Практически с того момента, как он был включен, космический телескоп Джеймса Уэбба потряс космологию. В некоторых из своих самых ранних наблюдений телескоп смог оглянуться на некоторые из самых ранних галактик, когда-либо наблюдавшихся, и обнаружил нечто странное: эти галактики были намного ярче, чем кто-либо предсказывал. Даже когда инструменты телескопа были тщательно откалиброваны в течение нескольких недель после начала работы, несоответствие сохранялось. Казалось, что ранняя Вселенная была гораздо более оживленным и ярким местом, чем ожидалось, и никто не знал, почему.
Это не была незначительная проблема. Тот факт, что ранние галактики оказались больше или ярче, чем предсказывала модель, означал, что что-то не так с нашим пониманием ранней Вселенной. Полученные результаты даже считались « разрушением вселенной ». Однако теперь новые исследования показывают, что Вселенная не разрушена — просто существовали ранние черные дыры, которые играли злые шутки.
Причина, по которой яркие галактики были удивительными, заключалась в том, что очевидным объяснением было бы то, что в каждой галактике было больше звезд или более яркие звезды. Но звезды могут появляться и расти настолько быстро, что это зависит от количества материи вокруг них. Попытка объяснить, как галактики могли вырасти до гигантских размеров, была трудной. Теперь кажется, что часть этой дополнительной яркости была вызвана черными дырами, которые поглощают близлежащий материал. Когда они питаются, близлежащий материал нагревается и светится, испуская свет, который делает галактики ярче.
Согласно новой статье в «Астрономическом журнале» , это объясняет некоторую, но не всю, дополнительную яркость. «Мы по-прежнему видим больше галактик, чем прогнозировалось, хотя ни одна из них не является настолько массивной, чтобы «разрушить» Вселенную», — объяснила ведущий исследователь Кэтрин Чворовски из Техасского университета в Остине.
В исследовании использовались данные исследования Джеймса Уэбба CEERS, в ходе которого были идентифицированы некоторые из этих самых ранних галактик. Когда исследователи исключили из анализа галактики, которые были очень красными и компактными, основываясь на том факте, что краснота может указывать на работу черных дыр, оставшиеся галактики больше соответствовали ожиданиям.
«Итак, суть в том, что с точки зрения стандартной модели космологии кризиса нет», — сказал Стивен Финкельштейн, лидер CEERS. «Каждый раз, когда у вас есть теория, которая так долго выдерживала испытание временем, вам нужны неопровержимые доказательства, чтобы действительно опровергнуть ее. А это просто не так».
Однако дело еще не закрыто. Хотя остальные галактики уже не такие яркие, их все равно гораздо больше, чем ожидалось. Обнаружено примерно в два раза больше массивных галактик, чем предсказывалось. Это по-прежнему предполагает, что ранние звезды формировались быстрее, чем сегодня, по причинам, которые мы пока не понимаем.
«И поэтому чувство интриги все еще сохраняется», — сказал Хворовский. «Не все до конца понятно. Вот что делает занятие такого рода наукой увлекательным, потому что это было бы ужасно скучно, если бы одна статья все выяснила или больше не было бы вопросов, на которые можно было бы ответить».