«Джеймс Уэбб» нашел галактику-призрак из эпохи рождения Вселенной

Международный коллектив астрономов объявил об открытии, которое специалисты называют одним из наиболее значимых событий в современной космологии. Орбитальная обсерватория James Webb Space Telescope дала возможность детально изучить сверхдальнюю галактику LAP1-B — объект, который сформировался спустя всего 800 миллионов лет после Большого взрыва. Другими словами, свет от этой галактики добирался до Земли на протяжении примерно 13 миллиардов лет.

Результаты научной работы были опубликованы в журнале Nature. Руководителем исследования выступил японский астрофизик Кимихико Накадзима из Университета Канадзавы.

Взгляд в эпоху молодой Вселенной

Галактика LAP1-B вызывает огромный интерес у ученых, так как она относится к периоду, когда в космосе только зарождались первые звезды и галактические структуры. Данный этап в космологии считается одним из самых малоизученных: в то время пространство еще не было обогащено тяжелыми элементами, а распределение материи лишь начинало приобретать привычные нам очертания.

Современные телескопы способны регистрировать объекты на колоссальных расстояниях, однако LAP1-B настолько удалена и слаба по яркости, что даже ресурсов «Джеймса Уэбба» могло бы не хватить. Ключевую роль сыграл редкий космический феномен — гравитационное линзирование.

Гигантская гравитационная линза размером со скопление галактик

В соответствии с общей теорией относительности Альберта Эйнштейна, массивные тела способны деформировать пространство-время и изменять траекторию света. Именно такой эффект наблюдался в случае с LAP1-B: скопление относительно близких галактик, расположенное между Землей и далекой древней галактикой, выступило в роли огромной естественной линзы.

За счет этого явления свечение удаленного объекта усилилось приблизительно в сто раз. Без такого «увеличительного стекла» провести наблюдения было бы практически нереально.

Важную роль также сыграли инфракрасные инструменты телескопа «Джеймс Уэбб». Вследствие расширения Вселенной древнее излучение смещается в длинноволновую, инфракрасную область спектра. Именно в этом диапазоне и функционирует данный аппарат.

Галактика с почти изначальным химическим составом

Самым впечатляющим итогом исследования стал химический анализ LAP1-B. Ученые установили, что содержание тяжелых элементов в этой системе чрезвычайно низкое.

В астрономии «тяжелыми» принято называть все элементы, которые тяжелее гелия — кислород, углерод, железо и другие. Они образуются исключительно внутри звезд и распространяются в космическом пространстве после звездных взрывов.

Чем меньше тяжелых элементов содержит галактика, тем больше ее состав соответствует первичной материи, существовавшей в ранней Вселенной.

Научное исследование установило, что концентрация кислорода в галактике LAP1-B приблизительно в 240 раз ниже солнечного показателя.

Для специалистов в области астрофизики данный факт свидетельствует о том, что галактика пребывает на чрезвычайно раннем этапе химического развития. По всей видимости, процессы «насыщения» межзвездной среды элементами, образовавшимися в ходе термоядерных реакций первых светил, только начинают в ней запускаться.

Потенциальные признаки первородных звезд Вселенной

Особый интерес у ученых вызвало мощное ионизирующее излучение, исходящее от газа внутри LAP1-B. В стандартных условиях подобный эффект наблюдается при наличии чрезвычайно массивных молодых звезд.

Такие светила существуют относительно недолго, однако отличаются колоссальной температурой и выделяют огромные потоки ультрафиолетового излучения.

Помимо этого, исследователи отметили аномально высокое соотношение углерода к кислороду. Данный параметр соответствует теоретическим прогнозам, описывающим взрывы первых звезд в ранней Вселенной.

Если данная гипотеза найдет подтверждение, это открытие станет одним из наиболее весомых аргументов в пользу современных теорий формирования галактик.

Роль темной материи в структуре ранней галактики

Анализ движения газа внутри LAP1-B дал возможность исследователям предположить наличие массивного гало из темной материи.

Темная материя продолжает оставаться одной из ключевых загадок современной физической науки. Она не излучает свет и не вступает в прямое взаимодействие с электромагнитным излучением, однако ее существование выявляется благодаря гравитационному влиянию на обычную материю.

Ученые полагают, что темная материя могла выполнять функцию своеобразного скелета, который не позволял ранним галактикам распадаться.

Это критически важно для понимания того, как хаотичная молодая Вселенная со временем трансформировалась в упорядоченную систему, состоящую из галактик, звездных скоплений и планет.

Почему это открытие имеет огромное значение

Обнаружение LAP1-B доказывает, что уже спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва во Вселенной активно протекали процессы звездообразования и формирования сложных структур.

Для науки это уникальный шанс изучить переходный период между почти первичной Вселенной и космосом, который начал обретать современные очертания.

Телескоп «Джеймс Уэбб», выведенный на орбиту в 2021 году, фактически стал для астрономии машиной времени. Его приборы дают возможность исследовать эпохи, которые ранее считались недоступными для наблюдений.

С каждым новым исследованием учёные получают всё больше информации о том, как рождались первые звёзды, когда сформировались первые галактики и как складывалась химическая основа для будущих планет и живых организмов.

И, вполне возможно, именно LAP1-B станет одним из главных инструментов для разгадки того, как возникла известная нам Вселенная.