Наша Вселенная полна тайн, найти ответы на которые предстоит ещё очень нескоро. Например, мы уже знаем, что всё началось с так называемого Большого взрыва, ставшего отправной точкой для расширения видимой Вселенной и формирования первых космических тел. А вот понять, что было до того, и как сгусток чрезвычайной мощности и энергии дал начало нашей Вселенной, крайне сложно. Возможно, ответы на эти вопросы нам ещё предстоит найти в бесконечном полотне космоса, но пока учёных заботят другие проблемы. Всё дело в том, что время от времени существующие гипотезы, на основе которых построена вся астрономия и космология, дают сбой. Попытки понять причины происходящего вызывают значительные трудности, ну а сегодня мы обсудим одну такую проблему, превратившуюся в настоящий вызов для учёных.
Как вы могли слышать, человечество запустило на орбиту несколько телескопов, способных давать более качественную картинку, чем находящиеся на Земле устройства. Анализ данных позволил заглянуть в прошлое на миллиарды лет назад, когда Вселенная ещё была совсем молодой. Удивительно, но там, где не должно быть совершенно ничего, исследователи обнаружили три огромные галактики. Даже если предположить, что галактики могли начать формироваться сразу после Большого взрыва, то размер зафиксированных объектов слишком большой и не укладывается в существующие теории. Каждая из галактик по размеру сравнима с Млечным Путём, а сегодня они ставят астрономов в тупик, ведь каждая из них нарушает устоявшиеся теории о том, как и с какой скоростью формировались крупные космические тела. Один из исследователей пишет, что открытие сравнимо с тем, как если бы неожиданно на свет появился младенец, весом в 100 килограмм. Медицина и здравый смысл такую возможность отрицают, ну а обнаруженные галактики кажутся нам такими же удивительными и даже невозможными.
Учёные констатируют, что сделанные космическим телескопом Джеймс Уэбб (JWST) снимки позволили заглянуть в один из самых загадочных периодов существования Вселенной. Это так называемая эпоха Космической зари, когда свет первых звёзд только начинал разгонять бесконечную темноту. В этом периоде, охватывающем первый миллиард лет после Большого взрыва, пространство наполнялось новыми галактиками, но учёные считали, что процесс их роста был относительно медленным. Проблема в том, что, согласно нашим моделям, формирование галактик представляет собой крайне неспешный процесс. Барионная материя (то есть обычная, из которой состоят звёзды и планеты) собирается под воздействием гравитации в карманы тёмной материи, где и начинают формироваться звёзды. Вот только всё это требует времени. Астрономы отмечают, что процесс включает множество этапов, начиная от накопления массы до запуска звёздообразования. Мало того, во Вселенной существуют галактики, находящиеся на разных стадиях звёздообразования, поэтому учёные могли как следует изучить данный процесс.
После обнаружения невозможных галактик прозвучало предположение, что проще всего их существование объяснить обманом зрения. Так, аномально яркий свет от активных чёрных дыр, расположенных в центре этих галактик, мог создать иллюзию слишком большого размера. Проблема в том, что новые данные, полученные под руководством Мэньюаня Сяо из Женевского университета, убедительно доказывают, что все три галактики действительно гигантские. Для подтверждения гипотезы учёные использовали программу JWST FRESCO, полагающуюся на международные исследования, целью которых является точное измерение расстояний до галактик, а также их массы в первые миллиарды лет после Большого взрыва. Почти все галактики в рамках этого исследования соответствовали теоретическим ожиданиям. Но три указанных выше выделялись и относятся к числу исключений. Астрономы пишут, что обнаруженные галактики не просто относятся к классу «красных монстров», ведь они продолжают формировать звёзды с поразительной скоростью, которая в два или даже в три раза превышает эффективность звёздообразования в самых активных галактиках более поздних эпох.
Современные модели предполагают, что активное звёздообразование должно тормозиться за счёт обратной связи. Это этап жизни галактики, подвергающейся мощному воздействию, исходящему от взрывов сверхновых и активных чёрных дыр. Эти процессы выталкивают газ, необходимый для образования новых звёзд, замедляя рост галактик. Несмотря на то, что теории были давно подтверждены, «красные монстры» активно игнорируют существующие ограничения, продолжая стремительно наращивать массу. Учёные полагают, что три крупные галактики пока не нарушают основные законы космологии, но открывают новый уровень сложности в нашем понимании ранней Вселенной. Почему звёздообразование в них настолько эффективно? Возможно, мы упускаем из виду важный механизм, который позволяет галактикам такого типа расти столь быстро. Учёные надеются, что дальнейшие наблюдения с помощью телескопа Джеймс Уэбб прольют свет на эти тайны. Исследования обещают ответить на вопросы, которые сейчас оставляют даже самых опытных астрономов в недоумении. Очевидно, что это только начало пути, ведь сегодня мы смотрим на нашу Вселенную через замочную скважину, а значит для понимания сложных процессов и поиска ответов придётся для начала выйти за границы Солнечной системы, а после и галактики.