В ранней Вселенной, очень далеко от нас, астрономы обнаружили то, что они называют «красными монстрами»: три большие галактики, почти такие же большие, как Млечный Путь. При этом согласно современным моделям они просто не могли вырасти так быстро за такое короткое время.
Это открытие сложно объяснить по нескольким причинам — не в последнюю очередь оно противоречит нашему пониманию того, как формировались галактики в те времена, когда время и пространство ещё только зарождались в пустоте.
«Вопрос о «невозможно» массивных галактиках вскоре после Большого взрыва не даёт покоя астрономам с тех пор, как появились первые снимки космического телескопа “Джеймс Уэбб”», — говорит астроном Иво Лаббе из Технологического университета Суинберна. «Это всё равно что найти младенца весом в 100 килограммов. Теперь “Уэбб” доказал, что в ранней Вселенной действительно бродят “монстры”».
На основе тщательных наблюдений и анализа мы имеем довольно хорошее представление о том, как разворачиваются многие космические процессы. Но один важнейший период времени ускользает от нас: ранняя Вселенная, известная как «космический рассвет», первый миллиард лет после Большого взрыва.
У нас есть некоторые представления о том, как быстро Вселенная собрала себя из первородной плазмы, пронизывавшей ранний космос, но получить наблюдательные данные было несколько сложнее. С появлением «Уэбба» мы смогли собрать эти доказательства. По мере удаления от дальнего космоса свет от объектов внутри него растягивается до инфракрасных длин волн, которые и способен видеть «Уэбб», и это самый мощный на сегодня прибор для исследования космического рассвета.
Согласно нашим моделям, галактикам требуется некоторое время, чтобы собрать материю и вырасти. Мы не совсем уверены в деталях, но самая популярная модель включает в себя сгустки тёмной материи, в которые гравитационно собирается барионная (или обычная) материя. По мере накопления всё большего количества барионной материи она начинает объединяться в звезды, вращающиеся вокруг гигантской чёрной дыры в галактическом центре.
Хотя галактики появляются довольно быстро после Большого взрыва, скорость их роста считалась слишком медленной, чтобы массивные галактики могли возникнуть во время Космического рассвета. Поэтому, когда «Уэбб» обратил свой золотой глаз в сторону ранней Вселенной и начал видеть там признаки более крупных, чем ожидалось, галактик, астрономы и космологи были озадачены.
Одно из возможных объяснений, предложенных ранее в этом году, заключается в том, что эти слишком большие галактики не так велики, как кажутся; просто свет, излучаемый веществом вокруг их центральных чёрных дыр, очень ярок, из-за чего галактики кажутся больше, чем они есть на самом деле. А недавнее открытие показало, что чёрные дыры могут на короткое время освещать свои галактики до очень высокой яркости.
Возможно, так и есть для некоторых галактик. Но новое исследование, проведённое под руководством астронома Менгюань Сяо из Женевского университета в Швейцарии, показывает, что, по крайней мере, в некоторых случаях, когда галактика выглядит как массивная и крякает как массивная, она действительно является массивной галактикой.
Каждый из этих красных монстров был размером почти с Млечный Путь. Ни одна из них не противоречит ни современной космологической модели, ни ведущей теории тёмной материи, но они свидетельствуют о том, что галактики превращают барионную материю в звезды со скоростью в два-три раза выше, чем самые эффективные звездообразующие галактики в более поздние эпохи развития Вселенной.
Однако эти галактики ставят под сомнение наше понимание скорости образования звёзд. Если галактика очень активна, в ней должен быть высокий уровень обратной связи — сил, которые отталкивают звездообразующий материал, ограничивая скорость образования новых звёзд. Поэтому неудивительно, что, похоже, мы чего-то не знаем.
Источник новости: habr.com
