Астрономы из Университета Аризоны с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружили галактику JADES-GS-z14-0, существовавшую менее чем через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Это делает ее самой далекой и древней из известных галактик. Исследование опубликовано в Nature Astronomy.
До сих пор считалось, что в столь раннюю эпоху галактики были небольшими и относительно примитивными, но JADES-GS-z14-0 оказалась не только ярче ожидаемого, но и химически сложнее. Присутствие кислорода особенно удивительно. В ранней Вселенной существовали только водород и гелий (основные элементы, появившиеся после Большого взрыва). Более тяжелые элементы, такие как кислород, формируются в звездах и распространяются по галактике после их взрыва в виде сверхновых.
Это значит, что галактика существовала и формировала звезды гораздо раньше, чем предполагалось, возможно, уже через 200 миллионов лет после Большого взрыва.
Ученые обнаружили очень далекую галактику во время проекта ADES, используя специальную камеру NIRCam, которая работает в ближнем инфракрасном свете. Телескоп изучал эту часть неба 9 дней подряд: камера NIRCam снимала 167 часов, а другая камера, MIRI, настроенная на средний инфракрасный свет, работала 43 часа.
Инфракрасный свет помогает нам видеть далекое прошлое Вселенной. Это возможно, потому что свет от таких удаленных объектов растягивается из-за расширения Вселенной — это явление называют красным смещением, чем дальше объект, тем сильнее его свет сдвигается в красный спектр. Чем выше значение z, тем раньше во времени существовал объект. Ученые провели анализ и выяснили, что красное смещение этой галактики равно z = 14,3. Это значит, что свет от нее шел к нам 13,5 миллиардов лет, и мы видим галактику такой, какой она была всего через 300 миллионов лет после Большого взрыва.
Открытие JADES-GS-z14-0 заставляет ученых пересмотреть модели ранней эволюции галактик. Если такие крупные и химически развитые галактики существовали так рано, возможно, первые звезды зажглись гораздо раньше, чем предполагалось.
«Мы ожидали найти далекие галактики, но эта оказалась слишком яркой и сложной для своего возраста. Это открытие может означать, что формирование первых галактик происходило быстрее и активнее, чем считалось ранее», — отметил один из авторов исследования
Ученые планируют дальнейшие исследования, чтобы выяснить, когда именно началось звездообразование в таких галактиках. Это поможет понять, как из первичного водорода и гелия появились сложные химические элементы, необходимые для формирования планет и, в конечном итоге, жизни.