Наука9 октомври 2023

Телескопът „Джеймс Уеб“ открива огромни далечни галактики, които не би трябвало да съществуват

Астрономите са озадачени, ще пренаписват учебниците по космология

Изображение: NASA, ESA, CSA, I. LABBE

Шест далечни галактики, открити в ранните изображения на космическия телескоп „Джеймс Уеб“, изглеждат изненадващо големи за възрастта си. Тези шест галактики принуждават астрономите да пренапишат учебниците по космология.

Галактики, масивни почти колкото Млечния път и пълни със зрели червени звезди, са разпръснати в изображения с дълбоко поле, получени от космическия телескоп „Джеймс Уеб“ (Webb или JWST) по време на ранните му наблюдения. Тези снимки създават главоболия на астрономите. Галактиките, описани в ново проучване, базирано на първите съобщения от Webb, са толкова далеч, че изглеждат само като малки червеникави точки за мощния телескоп. Анализирайки светлината, излъчвана от тези галактики, астрономите установиха, че са ги наблюдавали в ранната детска възраст на нашата Вселена само 500 до 700 милиона години след Големия взрив.

Досега астрономите смятаха, че първите звездни купове са се появили малко след като Вселената излязла от така наречените тъмни векове – първите 400 милиона години от съществуването й, когато само гъста мъгла от водородни атоми е прониквала в пространството. Но галактиките, открити в изображенията на Webb, изглеждали шокиращо големи, а звездите в тях – твърде стари. Новите открития противоречат на съществуващите тези за това как е изглеждала и се е развивала Вселената в ранните години и не съвпадат с по-ранните наблюдения, направени от не толкова мощния предшественик на Webb, космическия телескоп „Хъбъл“.

„Имахме специфични очаквания за типа галактики, които живеят в ранната Вселена: те са млади и малки“, каза Джоел Леджа, асистент по астрономия и астрофизика в Penn State и един от авторите на изследването, пред Space.com. „Предишни изследвания на ранната вселена с „Хъбъл“ и други инструменти откриват малки, сини, детски галактики в ранни времена: обекти, които съвсем наскоро са се образували от първичната космическа супа и сами изграждат своите ранни звезди и структури.“

Младите звезди обикновено блестят в ярко синьо. С възрастта те придобиват по-червен блясък, докато изгарят горивото си и се охлаждат. В древните галактики, които Webb е създаден да фиксира, астрономите не са очаквали да видят стари червени звезди. Те също не са очаквали да намерят галактики, по-масивни от милиард слънца.

„Смята се, че най-масивните галактики в нашата извадка имат маса два до четири пъти по-малка от тази на Млечния път. А сега откриваме нещо удивително – кандидати за галактики, масивни колкото нашата собствена галактика, когато Вселената е била на 3% от сегашната си възраст“, обяснява Леджа.

Преди астрономите да започнат да пренаписват космологичните теории, за да обяснят как тези галактики са се събрали толкова бързо след Големия взрив, те ще трябва да се уверят, че странните червени точки не са нещо друго. Повечето от алтернативните обяснения обаче също изискват изцяло нови концепции.

„Например, звездите в ранната Вселена може да излъчват светлина по екзотични начини поради липсата на тежки елементи и може би ние не ги включваме в нашите модели“, обяснява Леджа. „Или алтернативно, може би нашето разбиране за това как звездите се образуват локално, например колко звезди се образуват от газ като функция на масата на звездите, е напълно неприложимо в ранната Вселена. Тези неща също биха били вълнуващи за откриване и също биха преобърнали нашето разбиране за образуването на звезди в ранната Вселена – просто по много различен начин."

Изследването е публикувано в Nature.