Телескоп Уэбба обнаружил сверхмассивные галактики, которых не должно было существовать

Каждая из галактик-кандидатов могла существовать на заре Вселенной примерно через 500–700 миллионов лет после Большого взрыва или более 13 миллиардов лет назад. Они также гигантские, содержащие почти столько же звезд, сколько современная Галактика Млечный Путь.

«Это бананы», — сказала Эрика Нельсон, соавтор нового исследования и доцент астрофизики в Калифорнийском университете в Боулдере. «Вы просто не ожидаете, что ранняя Вселенная сможет организовать себя так быстро. Эти галактики не должны были успеть сформироваться».

Нельсон и ее коллеги, включая первого автора Иво Лаббе из Технологического университета Суинберна в Австралии, опубликовали свои результаты 22 февраля в журнале Nature.

Последние находки — не самые ранние галактики, наблюдаемые Джеймсом Уэббом, который был запущен в декабре 2021 года и является самым мощным телескопом, когда-либо отправленным в космос. В прошлом году другая группа ученых обнаружила несколько галактик, которые, вероятно, образовались из газа примерно через 350 миллионов лет после Большого взрыва. Однако эти объекты были совершенно крошечными по сравнению с новыми галактиками, содержащими во много раз меньшую массу звезд.

Исследователям все еще нужно больше данных, чтобы подтвердить, что эти галактики столь же велики и датируются так же далеко во времени, как и кажутся. Однако их предварительные наблюдения дают дразнящий взгляд на то, как Джеймс Уэбб мог бы переписать учебники по астрономии.

«Еще одна возможность состоит в том, что эти вещи представляют собой странные объекты другого типа, такие как слабые квазары, что было бы не менее интересно», — сказала она.

Вокруг много волнений: в 2022 году Нельсон и ее коллеги из США, Австралии, Дании и Испании сформировали специальную группу для исследования данных, которые Джеймс Уэбб отправлял на Землю.

Их недавние выводы основаны на обзоре космической эволюции раннего выпуска (CEERS) телескопа. Эти изображения смотрят вглубь участка неба рядом с Большой Медведицей — относительно скучной, по крайней мере, на первый взгляд, областью космоса, которую космический телескоп Хаббл впервые наблюдал в 1990-х годах.

Нельсон рассматривала часть одного изображения размером с почтовую марку, когда заметила нечто странное: несколько «нечетких точек» света, которые выглядели слишком яркими, чтобы быть настоящими.

«Они были такими красными и такими яркими», — сказал Нельсон. — Мы не ожидали их увидеть.

Она объяснила, что в астрономии красный свет обычно равен старому свету. Вселенная, по словам Нельсона, расширялась с незапамятных времен. По мере расширения галактики и другие небесные объекты удаляются друг от друга, а свет, который они излучают, растягивается — думайте об этом как о космическом эквиваленте ириски с морской водой. Чем больше простирается свет, тем краснее он выглядит для человеческих инструментов. (Свет от приближающихся к Земле объектов, напротив, выглядит более голубым).

Команда провела расчеты и обнаружила, что их старые галактики также были огромными, укрывая от десятков до сотен миллиардов звезд размером с Солнце, наравне с Млечным Путем.

Однако эти первобытные галактики, вероятно, не имели много общего с нашей собственной галактикой.

«Млечный Путь формирует от одной до двух новых звезд каждый год, — сказал Нельсон. «Некоторые из этих галактик должны формировать сотни новых звезд в год на протяжении всей истории Вселенной».

Нельсон и ее коллеги хотят использовать Джеймса Уэбба, чтобы собрать гораздо больше информации об этих загадочных объектах, но они уже увидели достаточно, чтобы возбудить их любопытство. Во-первых, расчеты показывают, что в то время не должно было быть достаточно обычной материи — той, из которой состоят планеты и человеческие тела, — чтобы так быстро образовалось так много звезд.

«Если хотя бы одна из этих галактик реальна, она раздвинет пределы нашего понимания космологии», — сказал Нельсон.