Телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал одну из древнейших галактик, известных науке.

Новости МирТесен

Космический телескоп Джеймс Уэбб позволил астрономам обнаружить одну из наиболее древних галактик, когда-либо исследованных. Галактика LAP1-B расположена на расстоянии свыше 13 миллиардов световых лет от Земли и характеризуется весьма своеобразным химическим составом. По мнению ученых, концентрация кислорода в ней в 240 раз ниже, чем на Солнце, что является одним из наименьших зарегистрированных значений для галактик, находящихся на таком большом расстоянии.

Японские ученые из Университета Канадзавы, совместно с международной группой исследователей, сделали важное открытие. Для анализа объекта было проведено более 30 часов наблюдений с использованием телескопа Джеймс Уэбб. Как утверждают авторы исследования, галактика LAP1-B напоминает «космическую капсулу времени», дающую возможность заглянуть в облик первых галактик, существовавших в эпоху реионизации — времени, когда первые звезды начали формироваться и освещать Вселенную.

В нормальных условиях такой слабый и крошечный объект было бы очень трудно увидеть. Благодаря гравитационной линзе свет галактики усилился более чем в сто раз. Этот эффект возникает, когда массивные скопления галактик и темной материи, находящиеся между наблюдателем и отдаленным объектом, искажают пространство-время, многократно усиливая свет, проходящий через него.

По мнению ученых, LAP1-B может предоставить ценные сведения о химической среде, существовавшей в эпоху зарождения первых звезд. Особенно интересным оказался аномально высокий уровень углерода по отношению к кислороду. Этот факт согласуется с результатами компьютерного моделирования, которое описывает вещество, выброшенное в результате взрывов звезд первого поколения. Эти звезды сформировались в эпоху, когда космос состоял преимущественно из водорода и гелия.

Непосредственно после Большого взрыва Вселенная состояла главным образом из водорода и гелия. Более тяжелые элементы, такие как кислород, углерод и железо, сформировались уже впоследствии в недрах звезд посредством термоядерных реакций. Завершая свой жизненный цикл, звезды выбрасывали эти элементы в космическое пространство посредством взрывов сверхновых, что со временем привело к обогащению Вселенной.

По этой причине химический состав древнейших галактик представляет собой один из ключевых источников сведений об эволюции ранней Вселенной. Низкое содержание тяжелых элементов в галактике, как правило, указывает на то, что мы наблюдаем ее на ранней стадии формирования. Анализ данных, полученных телескопом Джеймс Уэбб, выявил в галактике LAP1-B крайне низкое содержание кислорода, что ранее не удавалось установить с такой высокой детализацией для объекта, находящегося на столь большом расстоянии.

По словам руководителя исследования Кимихико Накадзимы, такая химическая характеристика свидетельствует о крайне ранней стадии развития галактики, возможно, относящейся к периоду, наступившему вскоре после начала формирования звезд. Особый интерес вызвала картина распределения углерода и кислорода, которая соответствует теоретическим расчетам для взрывов звезд Популяции III – первых звезд, появившихся во Вселенной. Эти объекты пока не были зафиксированы непосредственно, однако астрономы на протяжении многих лет стремятся найти их непрямые признаки в древнейших галактиках.

Ученых поразило не только химическое строение галактики, но и ее чрезвычайно небольшая масса. Согласно оценкам специалистов, LAP1-B обладает массой менее 3300 солнечных масс, что существенно меньше, чем у большинства галактик, обнаруженных в ранней Вселенной. Вероятно, это указывает на то, что большая доля ее массы приходится на долю темной материи.

Согласно мнению авторов исследования, данный объект может иметь черты, общие с предками ультратусклых карликовых галактик, которые можно наблюдать в настоящее время вокруг Млечного Пути. Эти системы характеризуются малым количеством звезд и уже давно привлекают внимание астрономов как потенциальные «окаменелости» ранней Вселенной. Эрос Ванцелла подчеркнул, что ученые изучают небольшой участок космоса, занимающий всего несколько десятков световых лет, в котором, скорее всего, разворачивается один из самых ранних этапов звездообразования в среде с крайне низким содержанием химических элементов.

Согласно мнению ученых, выявление LAP1-B стало возможным благодаря совместному действию высокой чувствительности телескопа «Джеймс Уэбб» и гравитационного линзирования, которое значительно усилило свет галактики. В последние месяцы телескоп фиксирует и другие объекты, схожие по своим характеристикам и также наблюдаемые через гравитационные линзы. Астрономы считают, что подобные открытия предоставляют уникальную возможность для непосредственного изучения ранних стадий формирования галактик и понимания эволюции Вселенной от первых звезд до современных космических структур.