Первые галактики, сформировавшиеся во Вселенной, значительно отличались от того, что предсказывали ученые, изучая их спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.
Обсерватория ALMA (Атакама Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки) в Чили сделала снимок необычной галактики REBELS-25, которая оказалась наиболее удаленной из всех галактик, напоминающих Млечный Путь. Согласно расчетам, на полученном изображении она представлена в том виде, в котором существовала примерно через 700 миллионов лет после Большого взрыва. Это не согласуется с существующими представлениями о том, какой была Вселенная в тот период.
По мнению космологов, приблизительно через 380 тысяч лет после Большого взрыва сформировались первые атомы. Пространство было заполнено однородной водородной маской, после чего космос на сотни миллионов лет погрузился во тьму: звёзд ещё не существовало, а водородные облака эффективно поглощали реликтовое излучение. По мере их появления свет звёзд начал вырывать электроны из окружающих атомов водорода, то есть ионизировать их.
Этот процесс получил название реионизации или повторной ионизации: изначально водород существовал в виде ионов — отдельных протонов, затем они взаимодействовали с электронами, формируя целые атомы, однако первый звездный свет вновь приводил к их ионизации.
Изначально предполагалось, что реионизация Вселенной началась приблизительно через 550 миллионов лет после Большого взрыва и продолжалась в течение 250 миллионов лет. По мнению астрономов, в тот период во Вселенной существовали лишь зачатки будущих галактик – их только сформировавшиеся ядра, которые интенсивно поглощали материю, объединялись с другими протогалактиками и в целом характеризовались значительной неупорядоченностью.
В то же время REBELS-25 представляет собой зрелую дисковую галактику с четко выраженными спиральными рукавами. Кроме того, наблюдаются признаки наличия центральной перемычки, аналогичной той, что присутствует в Млечном Пути.
По предварительным расчетам, масса галактики составляет восемь миллиардов солнечных масс, а ее диаметр достигает примерно 13 тысяч световых лет. Однако, в сравнении с нашей Галактикой, это относительно небольшие размеры: диаметр Млечного Пути составляет около 100 тысяч световых лет, а его масса варьируется в пределах сотен миллиардов или даже триллиона солнечных масс. Тем не менее, для молодой галактики размеры REBELS-25 весьма значительны. Специалисты пытаются выяснить, каким образом она смогла за короткий период своего существования достичь таких габаритов и приобрести сходство с Млечным Путем и другими галактиками, возраст которых насчитывает миллиарды лет.
Новые данные, полученные с телескопа «Джеймс Уэбб», проливают свет на вопросы, связанные с пониманием ранней истории Вселенной: ранее он обнаружил множество галактик, сформировавшихся всего через 300–400 миллионов лет после Большого взрыва.