Сенсационное открытие совершила международная группа астрономов: с помощью телескопов ALMA и James Webb в далёкой галактике GHZ2 был зафиксирован атомарный кислород — на рекордном расстоянии в 13,4 миллиарда световых лет. Это самое раннее свидетельство присутствия кислорода во Вселенной, проливающее свет на процессы, происходившие спустя всего несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Прыжок в прошлое Вселенной
Галактика GHZ2 — крошечная по космическим меркам, но чрезвычайно плотная. Её масса составляет несколько сотен миллионов масс Солнца, сосредоточенных в области диаметром всего в несколько сотен световых лет. Такие характеристики сближают её со структурами, напоминающими современные шаровые скопления, хотя сама GHZ2 появилась в эпоху, когда Вселенная была моложе менее чем на 5% от своего нынешнего возраста.
Выявить столь далёкий объект удалось благодаря синхронной работе телескопов ALMA (наблюдает в субмиллиметровом диапазоне) и космической обсерватории James Webb, чья чувствительность к инфракрасному излучению позволила уловить слабые сигналы от ионизированных атомов кислорода и водорода. Это не только подтвердило химический состав GHZ2, но и указало на её высокую звёздообразовательную активность.
Кислород из эпохи первых звёзд
GHZ2 находится в ранней стадии галактической эволюции. Содержание тяжёлых элементов в ней составляет всего около 10% от солнечного уровня, что говорит о «незрелости» окружающей среды. Обнаруженный кислород, вероятно, образовался в недрах первых массивных звёзд, которые стремительно прожили свои короткие, но яркие жизни, ионизируя газ и обогащая пространство продуктами термоядерного синтеза.
Особый интерес представляет структура галактики: её сходство с шаровыми скоплениями звёзд, присутствующими в нашей галактике, может указывать на эволюционную связь. «Возможно, именно такие объекты, как GHZ2, стали прародителями древнейших звёздных скоплений. Это открытие может радикально изменить наше понимание того, как формировались первые галактики», — отметил астроном Том Бакс из Университета Чалмерса.
Окно в зарю космоса
По словам исследователей, открытие кислорода в GHZ2 открывает уникальное окно в эпоху, когда Вселенная только начинала формировать первые звезды и галактики. Эти данные помогают понять, как из первичного водорода и гелия рождались элементы, ставшие основой для планет и жизни.
Команда планирует продолжить наблюдения, чтобы подробнее изучить химическую эволюцию GHZ2 и выяснить, каким образом столь ранние галактики смогли так быстро «созреть». Успех этого исследования стал возможен благодаря международному сотрудничеству и техническим достижениям проектов ALMA и James Webb, чья работа продолжает переписывать учебники по космологии.