Ученые только что определили процессы формирования некоторых из самых ранних галактик Вселенной в бурную эпоху Космического Рассвета.
Наблюдения через телескоп Джеймса Уэбба 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 впитываются в три вновь формирующиеся и растущие галактики.
Можно сказать, это первые «прямые» изображения формирования галактик, которые человечество когда-либо видело. До этого телескоп Джеймс Уэбб показывал ранние галактики на более поздних стадиях эволюции, здесь же мы являемся свидетелями самого их рождения и, таким образом, построения первых звездных систем во Вселенной.
Первый миллиард лет после Большого взрыва, известный как Космический рассвет, окутан двумя вещами: тайной и туманом нейтрального водорода, который пронизывал Вселенную и препятствовал свободному распространению света. Первое, по сути, является естественным и прямым следствием второго, поскольку свет — это инструмент, который мы используем для понимания Вселенной.
Телескоп Джеймса Уэбба был разработан, отчасти, как попытка проникнуть сквозь этот туман, поскольку инфракрасные волны, в которых он рассматривает космос, проникают легче и распространяются дальше, чем другие длины волн. Мы хотим знать, как все сложилось воедино – 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.
Используя мощный инфракрасный глаз телескопа Джеймса Уэбба, учёные смогли вглядеться в сторону Космического Рассвета, где обнаружили сигнал, прослеженный до трех галактик. В частности, сигнал исходил от окружающего их нейтрального водорода, когда газ поглощал и переизлучал свет галактик.
Исследователи обнаружили, что эти галактики существовали примерно через 400–600 миллионов лет после Большого взрыва, который произошел около 13,8 миллиардов лет назад. А значит, эти три галактики - одни из самых ранних обнаруженных.
Более того, исследователям удалось отличить газовые резервуары вокруг галактик от межгалактического нейтрального газа. Было установлено, что эти резервуары довольно большие и охватывают значительную часть каждой галактики, что позволяет предположить, что они активно формировались в галактический материал. И тот факт, что этого газа было так много, также предполагает, что на момент наблюдений в галактиках еще не сформировалось большинство звезд.
В течение нескольких сотен миллионов лет после Большого взрыва сформировались первые звезды, прежде чем звезды и газ начали объединяться в галактики. Это процесс, начало которого учёные видят в своих наблюдениях.
У учёных все еще есть много вопросов о Космическом Рассвете. Они едва коснулись поверхности, а в нейтральном водороде еще скрыто множество тайн, многие из которых еще предстоит раскрыть. Но три открытые галактики — это шаг вперед. Теперь, когда известно, что галактики существуют, можно рассмотреть их более внимательно, чтобы лучше понять процесс формирования галактик.
Один из самых фундаментальных вопросов, который мы, люди, всегда задавали: «Откуда мы пришли?» И сейчас можно пролить свет на момент создания некоторых из первых структур Вселенной. Учёные будут и дальше исследовать этот процесс, и, возможно, в будущем смогут разгадать головоломку.