Мы только что увидели рождение первых галактик во Вселенной
Ученые только что определили процессы формирования некоторых из самых ранних галактик Вселенной в бурную эпоху Космического Рассвета.
Наблюдения JWST за ранней Вселенной около 13,3–13,4 миллиардов лет назад – всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва – выявили явные признаки того, что газовые резервуары активно проникают в три вновь формирующиеся и растущие галактики. «Можно сказать, что это первые «прямые» изображения формирования галактик, которые мы когда-либо видели», — говорит астрофизик Каспер Эльм Хайнц из Института Нильса Бора в Дании, который руководил исследованием.
«В то время как Джеймс Уэбб [космический телескоп] ранее показывал нам ранние галактики на более поздних стадиях эволюции, здесь мы являемся свидетелями самого их рождения и, таким образом, построения первых звездных систем во Вселенной.»
Известный как Космический Рассвет, первый миллиард или около того лет после Большого взрыва окутан двумя вещами: тайной и туманом нейтральности. водород, пронизавший Вселенную и препятствовавший свободному распространению света. Первое, по сути, является естественным и прямым следствием второго, поскольку свет — это инструмент, который мы используем для понимания Вселенной.
JWST был разработан, отчасти, как попытка проникнуть в этот туман, поскольку инфракрасные волны, в которых он рассматривает космос, легче проникают и распространяются дальше, чем волны других длин волн. Что мы хотим знать, так это то, как все сложилось – как из горячего первичного плазменного супа собрались вместе первые звезды и галактики, туман рассеялся под светом ранних объектов, и Вселенная сделала свои маленькие шаги к тому, чем она является сегодня. .
Итак, Хайнц и его международная команда использовали мощный инфракрасный глаз JWST, чтобы вглядеться в сторону Космического Рассвета, где они обнаружили сигнал, прослеженный до трех галактик. В частности, сигнал исходил от окружающего их нейтрального водорода, когда газ поглощал и переизлучал свет галактик.
Эти галактики, как обнаружили исследователи, существовали примерно через 400–600 миллионов лет после Большого взрыва, который длился произошло около 13,8 миллиардов лет назад. Это делает эти три галактики одними из самых ранних обнаруженных.
«Эти галактики подобны сверкающим островам в море нейтрального, непрозрачного газа», — говорит Хайнц.
Более того, исследователям удалось отличить газовые резервуары вокруг галактик от межгалактического нейтрального газа. Было установлено, что эти резервуары довольно большие и охватывают довольно большую часть каждой галактики, что позволяет предположить, что они активно формировались в галактический материал. А тот факт, что этого газа было так много, также позволяет предположить, что на момент наблюдений в галактиках еще не образовалась большая часть их звезд.
«В течение нескольких сотен миллионов лет после Большого Взрыв, первые звезды образовались до того, как звезды и газ начали объединяться в галактики», — говорит космолог и астрофизик Дарач Уотсон из Института Нильса Бора. «Это тот процесс, начало которого мы видим в наших наблюдениях».
У нас до сих пор остается много вопросов о Космическом Рассвете. Мы едва коснулись поверхности, а в нейтральном водороде еще скрыто множество тайн, многие из которых еще предстоит раскрыть. Но три галактики, открытые Хайнцем и его командой, — это шаг вперед. Теперь, когда мы знаем, что галактики существуют, мы можем рассмотреть их более внимательно, чтобы лучше понять процесс формирования галактик.
«Один из самых фундаментальных вопросов, которые мы, люди, всегда задавали: «Где мы находимся?» откуда?'», — говорит астроном Габриэль Браммер из Института Нильса Бора.
«Здесь мы собираем воедино немного больше ответа, проливая свет на момент создания некоторых из первых структур Вселенной. Это процесс, который мы будем исследовать дальше, пока, надеюсь, нам не удастся собрать воедино еще больше частей головоломки».
Исследование опубликовано в журнале Science.
