Самая далекая из когда-либо обнаруженных галактик хранит удивительные секреты

Такие приборы, как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), позволяют ученым заглянуть в историю космоса дальше, чем когда-либо прежде, исследуя чрезвычайно далекие объекты, такие как галактики, которые образовались в первые несколько сотен миллионов лет существования Вселенной. Недавно астрономы провели интенсивную кампанию по наблюдению за галактикой JADES-GS-z14-0, самой далекой из когда-либо известных галактик, и обнаружили нечто еще более удивительное: признаки наличия кислорода.

Эта галактика находится так далеко от Земли, что свету от нее потребовалось 13,4 миллиарда лет, чтобы дойти до нас. Это значит, что мы видим изображение JADES-GS-z14-0 спустя 300 миллионов лет после Большого взрыва. Ученые ожидали найти в такой молодой галактике на ранних стадиях развития Вселенной много водорода и гелия, поскольку эти элементы присутствовали в ранних галактиках. Однако с помощью наземного телескопа ALMA (Atacama Large Millimeter Array) они также обнаружили кислород — элемент, который не мог появиться, пока галактика не стала намного старше.

Сандер Шоус, исследователь из Лейденской обсерватории, сказал:

Наблюдения показывают, что эта галактика образовалась очень быстро и созрела гораздо быстрее, чем первоначально предсказывалось.

С тех пор как Джеймс Уэбб начал наблюдать за ранними галактиками, ученые начали подозревать, что их модели ранней Вселенной могут быть неверными или, по крайней мере, неполными. Похоже, что ранняя Вселенная была гораздо более живой и яркой, чем предсказывалось, а галактики формировались и росли быстрее, чем ожидалось, и ученые до сих пор не знают, почему.

Эти результаты удивительны, поскольку они открывают новый взгляд на самые ранние этапы эволюции галактик. Доказательства того, что галактика уже была зрелой в ранней Вселенной, поднимают вопросы о том, когда и как образуются галактики.

Кислород был обнаружен с помощью метода спектроскопии, при котором свет от удаленных объектов разделяется на волны разной длины, чтобы определить, какие длины волн были поглощены. Наблюдая за этими линиями поглощения, ученые могут узнать, из чего состоит далекий объект. В данном случае две независимые исследовательские группы обнаружили признаки наличия кислорода в галактике, анализируя данные с ALMA — радиотелескопа из 66 антенн, работающего в Чили.

Результаты исследований ALMA также подтверждают огромное расстояние от Земли до JADES-GS-z14-0. Хотя эта галактика была первоначально открыта космическим телескопом Джеймса Уэбба, ALMA помогла подтвердить и точно измерить ее огромное расстояние. Это демонстрирует превосходное сочетание ALMA и JWST в раскрытии процессов формирования и эволюции ранних галактик.

Исследование будет опубликовано в статье в журнале Astronomy & Astrophysics и еще одной в The Astrophysical Journal.