Самая далекая из когда-либо обнаруженных галактик хранит удивительную тайну

Дядя Влад

Такие инструменты, как космический телескоп Джеймса Уэбба, позволяют ученым заглянуть в историю Вселенной глубже, чем когда-либо прежде, обнаруживая невероятно далекие объекты, такие как галактики, возникшие в первые несколько сотен миллионов лет существования Вселенной. Теперь астрономы изучили галактику JADES-GS-z14-0, самую далекую из известных галактик, и обнаружили нечто еще более примечательное: признаки присутствия там кислорода.

Эта галактика находится так далеко, что ее свету потребовалось 13,4 миллиарда лет, чтобы достичь нас, а это означает, что мы можем увидеть, как она выглядела всего через 300 миллионов лет после Большого взрыва. В такой молодой галактике на ранней стадии развития Вселенной ученые ожидали обнаружить много водорода и гелия, поскольку эти элементы присутствовали в самых ранних галактиках, но с помощью наземного телескопа ALMA (Большая миллиметровая решетка Атакамы) они также обнаружили кислород. Ожидалось, что этого не произойдет, пока галактика не станет намного старше.

«Это все равно, что найти подростка, от которого можно ожидать только детей», — сказал ведущий исследователь Сандер Шоувс из Лейденской обсерватории. «Результаты показывают, что галактика сформировалась очень быстро, а также быстро созревает, добавляя к растущему объему доказательств того, что формирование галактик происходит гораздо быстрее, чем ожидалось».

На этом широкоугольном снимке Digitized Sky Survey 2 показана область неба вокруг JADES-GS-z14-0, самой далекой из известных галактик. Галактика расположена в центре кадра, но она слишком тусклая, чтобы ее можно было увидеть здесь. Наблюдения с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) выявили присутствие кислорода в этой галактике – самое дальнее обнаружение кислорода на сегодняшний день.
На этом широкоугольном снимке Digitized Sky Survey 2 показана область неба вокруг JADES-GS-z14-0, самой далекой из известных галактик. Галактика расположена в центре кадра, но она слишком тусклая, чтобы ее можно было увидеть здесь. Наблюдения с помощью Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) выявили присутствие кислорода в этой галактике – самое дальнее обнаружение кислорода на сегодняшний день. ESO/Цифровой обзор неба 2. Благодарность: Давиде Де Мартин

С тех пор как Джеймс Уэбб начал изучать некоторые из самых ранних галактик, учёные начали подозревать, что их модели ранней Вселенной могут быть ошибочными или, по крайней мере, неполными. Похоже, что ранняя Вселенная гораздо более оживленная и яркая, чем ожидалось, а галактики формируются и развиваются быстрее, чем ожидалось, и исследователи не знают, почему.

«Я был поражен неожиданными результатами, потому что они открыли новый взгляд на первые фазы эволюции галактик», — сказал другой исследователь, Стефано Карниани из Scuola Normale Superiore в Пизе, Италия. «Свидетельства того, что галактика уже созрела в молодой Вселенной, поднимают вопросы о том, когда и как образовались галактики».

Кислород был обнаружен с помощью метода, называемого спектроскопией, при котором свет от удаленных объектов разбивается на волны разной длины, чтобы увидеть, какие длины волн были поглощены. Ища эти поглощения, ученые могут сказать, из чего состоит отдаленный объект. В этом случае две отдельные команды обнаружили признаки кислорода в этой галактике при анализе данных ALMA, наземной группы, состоящей из 66 радиотелескопов в Чили, которые работают вместе.

Результаты ALMA также помогли подтвердить эпическое расстояние до галактики. «Хотя галактика была первоначально обнаружена с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, ALMA потребовалось, чтобы подтвердить и точно определить ее огромное расстояние», — сказал Ричард Боуэнс из Лейденской обсерватории. «Это демонстрирует удивительную синергию между ALMA и JWST, раскрывающую формирование и эволюцию первых галактик».

Исследование будет опубликовано в одной статье в журнале Astronomy & Astrophysicals и в другой статье в The Astrophysical Journal.