Международная группа астрономов обнаружила кислород в самой удаленной из известных галактик — JADES-GS-z14-0. Это открытие меняет представления ученых о ранних этапах эволюции Вселенной и формировании тяжелых элементов. Результаты наблюдений опубликованы в двух статьях в журналах Astronomy & Astrophysics и The Astrophysical Journal.
По данным астрофизиков, галактика JADES-GS-z14-0 существовала всего через 300 млн лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял лишь около 2% от нынешнего. Однако уже тогда в ней содержалось примерно в десять раз больше тяжелых элементов, включая кислород, чем предполагалось. Эти неожиданные данные получили при наблюдении с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» и радиотелескопа ALMA в чилийской пустыне Атакама.
Галактика JADES-GS-z14-0 на снимке «Уэбба». Изображение: NASA, ESA, CSA, STScI, B. Robertson (UC Santa Cruz), B. Johnson (CfA), S. Tacchella (Cambridge), P. Cargile (CfA)
Галактика, свет от которой шел к Земле 13,4 млрд лет, — уникальный объект для изучения. Согласно современным космологическим моделям, в столь ранний период в составе галактик должны преобладать лишь самые легкие элементы: водород и гелий. Обнаружение кислорода стало неожиданным открытием, которое заставляет пересмотреть эти представления.
Это все равно что увидеть подростка там, где ожидали младенца. Результаты показывают, что галактика сформировалась очень быстро и также быстро развивалась.
Сандер Шоувс, астрофизик из Лейденского университета
Спектральные линии кислорода в галактике JADES-GS-z14-0. Изображение: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Carniani et al./S. Schouws et al/JWST: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)
Исследователи подчеркивают, что присутствие кислорода свидетельствует, что в галактике уже происходили процессы звездообразования и гибели массивных звезд, в результате которых и образуются тяжелые элементы. Однако как именно столь молодая галактика смогла за столь короткий срок синтезировать значительное количество таких веществ, пока остается загадкой.
Среди возможных объяснений — влияние ранних сверхмассивных черных дыр, особенности звездной эволюции в ранней Вселенной или пока не изученные эффекты темной энергии. Ученые надеются, что будущие наблюдения помогут лучше понять процессы формирования галактик в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва.
