В данных космического телескопа «Джеймса Уэбба» ученые обнаружили объект, который может оказаться галактикой, сформировавшейся всего через 90 миллионов лет после Большого взрыва. Если открытие подтвердится, она станет абсолютным рекордсменом, побив рекорд предыдущего чемпиона почти на 200 миллионов лет. Однако исследователи осторожны — загадочный сигнал может иметь и другое, не менее интересное объяснение.
Наша Вселенная не статична. Согласно общепринятым теориям, она расширяется. Это значит, что галактики удаляются друг от друга, а свет от самых далеких из них по пути к Земле «растягивается», как пружина, смещаясь в красную часть спектра. Это явление называют красным смещением.
Чем больше красное смещение, тем дальше находится объект и, следовательно, тем в более раннюю эпоху существования Вселенной могут заглянуть астрономы. С помощью красного смещения исследователи вычисляют возраст и расстояние далеких объектов.
На сегодняшний день самой древней подтвержденной галактикой считается MoM-z14, которую открыли благодаря данным космической обсерватории «Джеймса Уэбба». Красное смещение MoM-z14 — 14,44, это означает, что она существовала, когда возраст Вселенной составлял всего 280 миллионов лет. Однако теперь «пальма первенства» может перейти другому объекту.
Международная группа астрономов под руководством Джованни Гандольфи (Giovanni Gandolfi) из Падуанского университета в Италии провела тщательный анализ данных обзоров неба, полученных «Джеймсом Уэббом». Ученые искали слабые вспышки света на изображениях регионов космоса.
Среди миллионов точек на изображениях Гандольфи и его коллеги заметили крошечное пятнышко, которое, по оценкам специалистов, может быть галактикой. Используя разные фильтры, ученые проанализировали, как свет этого объекта распределен по спектру, и вычислили величину его красного смещения — 32. Это значит, что мы видим объект таким, каким он был 90 миллионам лет назад. Предполагаемая галактика, которую назвали Capotauro в честь горы в Италии, потенциально старше MoM-z14 почти на 200 миллионов лет.
Если расчеты верны, Capotauro станет самой древней из всех обнаруженных на сегодняшний день галактик. По времени она совпадает с эпохой рождения первых звезд и черных дыр.
Однако столь экстраординарное заявление требует экстраординарных доказательств. Но у астрономов возникли серьезные вопросы. Capotauro кажется слишком яркой для своего предполагаемого возраста. Яркость объекта сопоставима с яркостью галактик, которые ученые наблюдают в более поздние эпохи, например с той же MoM-z14. Предварительные оценки указали на то, что масса Capotauro может в миллиард раз превышать массу Солнца.
Современные теоретические модели формирования галактик не позволяют объяснить, как за столь короткий по космическим меркам промежуток времени — всего 90 миллионов лет — мог скопиться такой огромный объем вещества. Чтобы эта галактика стала такой массивной, почти весь газ в ней должен был превратиться в звезды — то есть эффективность звездообразования в Capotauro должна быть близка к 100 процентам.
На практике это невозможно. Модели показывают, что обычно звезды в галактиках формируются только из небольшой части газа, максимум из 20–30 процентов. Астрономы, не связанные с открытием, говорят, что в данные команды Гандольфи с большой долей вероятности закралась ошибка. Если же ошибки нет, то ученые имеют дело с аномалией, которую пока разгадать невозможно.
Существует и другое объяснение. Загадочный сигнал может исходить не от края Вселенной, а от тела в пределах Млечного Пути.
Гандольфи полагает, что если данные по массе объекта ошибочны, тогда это может быть коричневый карлик, попавший в поле зрения «Джеймса Уэбба». Коричневыми карликами называют несостоявшиеся звезды — «зародыши», которым не хватило массы, чтобы стать настоящей звездой. Они легче светил, но тяжелее газовых гигантов вроде Юпитера.
«Возможно, Capotauro — один из первых субзвездных объектов, когда-либо образовавшихся в нашей галактике. В таком случае мы имеем дело с относительно холодным и старым космическим телом, обладающим температурой, сопоставимой с комнатной. Иными словами он наделен свойствами, из-за которых его легко спутать с далекой галактикой», — пояснил Гандольфи.
Чтобы выяснить истину, астрономам нужны дополнительные наблюдения. Космический телескоп «Джеймс Уэбб» способен анализировать свет с куда большей точностью. Только так можно определить, что именно скрывается «под маской» яркого пятна — рекордно древняя галактика или более близкий, но необычный объект.
Результаты исследования представлены на сайте электронного архива научных статей Корнеллского университета.