Ученые обнаружили галактики-монстры, скрывающиеся в ранней Вселенной
В ранней Вселенной, задолго до того, как они успели вырасти, астрономы обнаружили то, что они называют «красными монстрами»: три большие галактики, размером почти с Млечный Путь.
Это сложное открытие по нескольким причинам, не последней из которых является противоречие, которое оно создает для нашего понимания того, как формировались галактики в те далекие времена. и космос хныкали новорожденными в пустоте.
«Вопрос о ‘невозможно’ массивных галактиках вскоре после «Большой взрыв» беспокоил астрономов с тех пор, как были получены первые изображения космического телескопа Джеймса Уэбба», — говорит астроном Иво Лаббе из Технологического университета Суинберна.
«Это все равно, что найти малыша весом 100 килограммов. JWST теперь доказал, что монстры действительно бродили по ранней Вселенной.»
Благодаря тщательным наблюдениям и анализу мы имеем довольно хорошее представление о том, как разворачиваются многие космические процессы. Но один решающий период времени ускользает от нас: ранняя Вселенная, известная как Космический Рассвет, первый миллиард лет после Большого Взрыва.
У нас есть некоторые представления о том, как быстро Вселенная сформировалась из первичной плазмы, которая пронизывал ранний космос, но наблюдательные доказательства получить было немного сложнее. С появлением JWST мы смогли собрать эти доказательства. По мере того как дальние уголки космоса удаляются, свет от объектов внутри растягивается до инфракрасных волн, с помощью которых мощный космический телескоп рассматривает Вселенную, давая нам самый мощный зонд для Космического Рассвета.
Согласно нашим моделям, галактикам требуется некоторое время, чтобы собраться и вырасти. Мы не совсем уверены в деталях, но самая популярная модель предполагает сгустки темной материи, в которые гравитационно собирается барионная (или нормальная) материя. По мере того, как накапливается все больше и больше барионной материи, она начинает объединяться в звезды, кружащиеся вокруг гигантской черной дыры в центре галактики.
Одно из возможных объяснений, предложенных ранее в этом году, заключается в том, что эти слишком большие галактики не так велики, как кажутся; Свет, излучаемый материалом вокруг их центральных черных дыр, очень яркий, из-за чего галактики кажутся больше, чем они есть на самом деле. А недавнее открытие показало, что черные дыры могут в течение коротких периодов времени освещать свои галактики до очень высокой яркости.
Это может быть справедливо для некоторых галактик. Но новое исследование, проведенное астрономом Мэнъюань Сяо из Женевского университета в Швейцарии, показывает, что, по крайней мере, в некоторых случаях, когда она выглядит как массивная галактика и кажется массивной галактикой, это действительно массивная галактика. p>
Наблюдения проводились в рамках программы JWST FRESCO, международного сотрудничества по получению точных измерений расстояний и масс галактик в ранней Вселенной. Большинство галактик, которые изучала команда, соответствуют существующим моделям эволюции галактик, но три действительно выделяются как аномальные.
Каждый из этих красных монстров был размером почти с Млечный Путь. Ни один из них на самом деле не противоречит ни современной космологической модели, ни ведущей теории темной материи; но они предполагают, что галактики преобразуют барионную материю в звезды со скоростью в два-три раза выше, чем в наиболее эффективных галактиках, образующих звезды, в более поздние эпохи существования Вселенной.
Но галактики бросают вызов нашему пониманию скорости формирования звезд. Если галактика очень активна, в ней должна быть высокая скорость обратной связи – сил, которые отталкивают звездообразующий материал, ограничивая скорость образования новых звезд. Поэтому неудивительно, что есть что-то, чего мы не знаем.
«Текущие модели не могут объясните, как возможно, что звездообразование происходит на очень ранних стадиях Вселенной настолько сверхэффективно», — говорит Лаббе.
«Обычно предполагается, что взрывающиеся звезды и сверхмассивные черные дыры уничтожают звездообразование, задувая свечу. Без сомнения, будущие наблюдения Уэбба дадут нам ключ к разгадке того, чего нам не хватает.»
Выводы команды были опубликованы в журнале Nature.
