Галактика JADES-GS-z13-1: Как самая древняя галактика меняет наше представление о ранней Вселенной
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) сделал значительное открытие, которое способно кардинально изменить наше понимание о ранних этапах формирования Вселенной. Исследуя галактику JADES-GS-z13-1, существовавшую всего через 330 миллионов лет после Большого взрыва, ученые обнаружили, что она создала вокруг себя пузырь ионизированного газа — ключевой маркер эпохи реионизации. Об этом стало известно из недавней статьи в авторитетном научном журнале Nature.
Эта галактика, которая представляет собой маленькую красную точку на снимках JWST, излучает ультрафиолетовый свет, эквивалентный свету 10 миллиардов солнц. Пузырь ионизированного газа, окружающий JADES-GS-z13-1, может указывать на то, что процессы реионизации начались значительно раньше, чем предполагали ученые, что ставит под сомнение существующие модели развития космоса.
После Большого взрыва Вселенная была погружена в темноту, заполненную холодным нейтральным газом, главным образом водородом. Этот газ, подобно густому туману, поглощал свет звезд, препятствуя его прохождению. Однако со временем первые звезды и галактики начали испускать мощное ультрафиолетовое излучение, которое ионизировало окружающий газ, делая его прозрачным. Этот процесс, известный как реионизация, стал важной вехой в истории космоса, поскольку он позволил свету свободно распространяться по Вселенной.
Интересно, что за 19 часов наблюдений JWST удалось зарегистрировать сигнал Lyman-α — ультрафиолетовое излучение от атомов водорода, что служит подтверждением того, что галактики в это время находились в «прозрачной зоне». Как отметил астрофизик и соавтор исследования Стивен Финкельштейн, «галактики можно рассматривать как маленькие фонарики Lyman-α. Если мы видим этот свет, значит, они способны просветить окружающий газ».
JADES-GS-z13-1 является самой ранней галактикой, демонстрирующей подобный эффект. В отличие от ранее известных светил, которые появились не ранее чем через 600 миллионов лет после начала расширения Вселенной, эта галактика раскрывает новую страницу в галактической истории. Вопрос о ее яркости остается открытым: существует несколько гипотез о том, что источник этого света может быть либо сверхмассивной черной дырой, либо горячими звездами с массой от 100 до 300 солнечных величин.
Несмотря на небольшой диаметр в 230 световых лет — против 32 000 световых лет у Млечного Пути — ее влияние на Вселенную неоспоримо. Исследователи намерены продолжить поиски аналогичных объектов для более полного понимания процессов реионизации. Как подчеркивает ученый Йорис Витсток, «это открытие не похоже ни на что из того, что мы наблюдали прежде. Оно изменяет наши представления о том, как быстро Вселенная стала прозрачной для света».
Справка: Эпоха реионизации является критически важным периодом в космологической эволюции, так как в это время произошло формирование первых звезд и галактик, что, в свою очередь, привело к изменению структуры Вселенной. Понимание этого процесса необходимо для дальнейшего изучения космической динамики и формирования галактик. Научные данные свидетельствуют о том, что около 20% Вселенной в этот период состояло из ионизированного газа (Barkana & Loeb, 2001). Эффективные модели галактической эволюции могут помочь сгладить провалы в нашей текущей теории и прояснить основные физические процессы, влияющие на вселенную.
