Учёные, использующие космический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST), разработанный NASA, совершили удивительное открытие о ранней Вселенной. Они обнаружили десятки небольших галактик, которые сыграли огромную роль в превращении нашего космоса из тёмного туманного места в ту яркую и ясную Вселенную, которую мы видим сегодня.
Представьте раннюю Вселенную как комнату, наполненную густым туманом. В течение первого миллиарда лет пространство было окутано нейтральным водородом, который блокировал большую часть света, не позволяя ему распространяться на большие расстояния. Сегодня этот газ «ионизирован», то есть лишён электронов, и может свободно пропускать свет. Эта трансформация, называемая реионизацией, по сути, расчистила космический туман и позволила галактикам ярко светиться на огромных расстояниях.
Недавно обнаруженные галактики удивительно малы по сравнению с нашим Млечным Путём. Чтобы сравняться по массе с нашей галактикой, понадобилось бы от 2 000 до 200 000 таких маленьких галактик. Несмотря на свои размеры, эти миниатюрные электростанции были невероятно эффективны в производстве ультрафиолетового света.
У этих крошечных галактик было два ключевых преимущества, которые сделали их идеальными «очистителями тумана». Во-первых, их небольшой размер означал, что они не могли собрать вокруг себя много водорода, что облегчало выход их мощного ультрафиолетового света в космос. Во-вторых, в них наблюдались интенсивные периоды звездообразования, называемые «вспышками звёзд», которые не только создавали много ультрафиолетового света, но и проложили пути через их собственный материал, помогая свету вырваться на свободу.
Исследовательская группа использовала невероятное инфракрасное зрение JWST, чтобы заглянуть в прошлое, когда Вселенной было всего 800 миллионов лет, что составляет всего 6% от её нынешнего возраста в 13,8 миллиарда лет. Они сосредоточились на скоплении галактик под названием Abell 2744, прозванном «скоплением Пандоры», которое действует как естественное увеличительное стекло, делая удалённые объекты более крупными и яркими.
Учёные искали специфический зелёный свет от атомов кислорода, потерявших электроны, — явный признак высокоэнергетических процессов, происходящих в этих древних галактиках. Этот зелёный свет, изначально видимый невооружённым глазом миллиарды лет назад, к тому времени, когда достиг датчиков Уэбба, преобразовался в инфракрасный свет.
Команда обнаружила 83 такие маленькие галактики со вспышками звездообразования и подробно изучила 20 из них. Их анализ показывает, что если бы эти древние галактики излучали около 25% своего ультрафиолетового света в окружающее пространство, подобно современным галактикам аналогичного размера, они могли бы обеспечить всю энергию, необходимую для очистки тумана, окутывающего Вселенную.
Это открытие помогает решить давнюю загадку о том, какие типы объектов были ответственны за реионизацию. Хотя астрономы ранее обсуждали, были ли это большие галактики, маленькие галактики или сверхмассивные чёрные дыры, наблюдения JWST убедительно подтверждают теорию о маленьких галактиках.
Эти выводы напоминают нам, что иногда самые маленькие игроки могут оказать наибольшее влияние, коренным образом изменив наше понимание того, как Вселенная эволюционировала из тьмы к свету.