Scienty

Фото: img.freepik.com

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» от NASA зафиксировал признаки неожиданной нестабильности в ранней Вселенной. Полученные данные свидетельствуют о том, что галактики, появившиеся вскоре после Большого взрыва, демонстрировали большую степень беспорядка, чем указывали предыдущие научные работы.

Изучив более 250 наблюдений галактик, сделанных «Уэббом» и относящихся к периоду от 800 миллионов до 1,5 миллиардов лет после Большого взрыва, ученые из Кембриджского университета выявили сложную и «неупорядоченную» структуру неравномерности. Вместо ровных, вращающихся дисков, свойственных нашей современной галактике, данные свидетельствуют о наличии комковатых и турбулентных системах. По мнению исследователей, с течением времени галактики эволюционировали в сторону упорядоченности и стабильности. Однако на ранних этапах формирования, в условиях частых и интенсивных процессов, например, вспышек звездообразования и гравитационной нестабильности, турбулентность вызывала масштабные изменения.

По словам Лолы Данэйв, ведущего автора исследования из Кавли-института космологии в Кембридже, ученые впервые провели анализ не отдельных, примечательных случаев, а всей совокупности галактик. Результаты показали значительное разнообразие: в то время как некоторые галактики начинают формировать упорядоченные вращающиеся структуры, большая их часть сохраняет хаотичное состояние, с газом, движущимся в различных направлениях.

Чтобы получить эти данные, исследователи применили камеру ближнего инфракрасного диапазона NIRCam телескопа «Джеймс Уэбб», используя редкий режим её работы – режим гризма. Во время сбора информации о небесных объектах телескоп не только создаёт изображения с высоким разрешением, но и с помощью специальных оптических приборов, называемых гризмами, разделяет свет на составляющие его длины волн. Благодаря этим устройствам телескоп проводит бесщелевую спектроскопию, которая фиксирует инфракрасные «спектральные отпечатки» звёзд, экзопланет и удалённых галактик, предоставляя сведения об их химическом составе.

В ходе исследования команда применила полученные данные гризма и сравнила их с существующими снимками, сделанными телескопом «Джеймс Уэбб», используя новый алгоритм, для измерения движения газа внутри отдельных галактик. По словам соавтора работы, доктора Сандро Тачелла из Кавли-института и Кавендишской лаборатории, предыдущие результаты указывали на наличие массивных, упорядоченных дисков, образовавшихся на ранних этапах, что не соответствовало теоретическим моделям. Однако, проанализировав сотни галактик с меньшей звёздной массой, а не одну или две, исследователи получили более полное представление, которое гораздо лучше согласуется с теорией. Ранние галактики были более турбулентными, менее стабильными и росли благодаря частым слияниям и всплескам звездообразования.

Эта работа устанавливает связь между периодом реионизации и временем наивысшей интенсивности звездообразования, известным как космический полдень. Она демонстрирует, как строительные элементы галактик эволюционировали от неорганизованных скоплений к упорядоченным структурам, и описывает формирование галактик, подобных нашей Млечный Путь. Это очередной случай, когда телескоп «Джеймс Уэбб» позволяет исследователям изучать более отдаленные уголки космоса и, как следствие, заглядывать дальше в прошлое. Полученные данные открывают возможность для изучения галактик в невиданном ранее масштабе, восполняя пробелы в космической летописи и предоставляя данные для проверки или опровержения теорий эволюции галактик.

В дальнейшем группа исследователей намерена более детально воспроизвести состояние ранней Вселенной. В числе приоритетных задач – сопоставление полученных результатов с данными наблюдений за холодным газом и пылью, чтобы лучше понять, какие процессы происходили после Большого взрыва. По словам Тачелла, это лишь первый этап, и по мере накопления информации учёные смогут отследить эволюцию этих турбулентных систем и их превращение в красивые спиральные галактики, наблюдаемые в настоящее время.

Научная статья была в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 22 октября 2025 года.