Недавнее исследование, проведённое учёными из Университета Миссури и опубликованное в журнале The Astrophysical Journal, привело к удивительным открытиям, которые стали возможны благодаря космическому телескопу Джеймса Уэбба (JWST). В ходе исследования были обнаружены 300 необычайно ярких объектов в далёкой Вселенной, которые ставят под сомнение существующие теории о формировании галактик на ранних этапах космоса.
Используя возможности телескопа для инфракрасной съёмки, команда астрономов обнаружила объекты, которые могут представлять собой самые ранние галактики из когда-либо наблюдавшихся. Это открытие открывает новые возможности для понимания формирования галактик в ранней Вселенной.
Неожиданная яркость далёких объектов
Команда исследователей из Университета Миссури использовала инфракрасную съёмку с помощью JWST, чтобы обнаружить 300 ярких объектов, которые кажутся гораздо ярче, чем ожидалось. Эти объекты, являющиеся кандидатами в ранние галактики, характеризуются высокой степенью яркости, что необычно для галактик из таких далёких эпох.
Как отметил соавтор исследования Хаоцзин Ян, «эти загадочные объекты являются кандидатами в галактики ранней Вселенной, что означает, что они могут быть очень ранними галактиками». Если даже небольшая часть этих объектов окажется тем, что предполагает команда, открытие может существенно изменить нынешнее понимание формирования галактик в ранней Вселенной.
Роль красного смещения в идентификации ранних галактик
Ключевым моментом этого открытия является концепция красного смещения, которая является важным инструментом для определения расстояния до астрономических объектов. Когда свет от далёких объектов проходит через пространство, его длина волны растягивается, переходя из видимого света в инфракрасный. Это растяжение, называемое красным смещением, помогает астрономам измерить, как далеко находится объект и как давно он существовал.
Как объяснил Ян, «когда свет от этих ранних галактик проходит через пространство, он растягивается до более длинных волн — переходя из видимого света в инфракрасный. Это растяжение называется красным смещением, и оно помогает нам понять, как далеко эти галактики».
Красное смещение даёт критическое представление о периоде времени, когда был создан объект, а более высокое красное смещение соответствует большим расстояниям и более ранней эпохе во Вселенной.
Метод «дропаута»: мощный метод обнаружения
Для идентификации этих 300 объектов команда из Университета Миссури использовала метод «дропаута», который доказал свою эффективность в обнаружении галактик с высоким красным смещением. Этот метод фокусируется на поиске объектов, которые кажутся ярче в более красных длинах волн, но исчезают в более синих.
По словам ведущего автора исследования Баньчжэна «Тома» Суна, «он обнаруживает галактики с высоким красным смещением, ища объекты, которые появляются в более красных длинах волн, но исчезают в более синих — признак того, что их свет прошёл через огромные расстояния и время».
Это явление связано с так называемым «Лайман-брейком», который возникает, когда ультрафиолетовый свет поглощается нейтральным водородом. По мере увеличения красного смещения сигнатура этого разрыва смещается в сторону более длинных волн, что облегчает обнаружение далёких галактик.
Спектроскопия: последний рубеж для подтверждения
Хотя метод «дропаута» может помочь идентифицировать потенциальные ранние галактики, следующим важным шагом для подтверждения этих объектов является использование спектроскопии. Спектроскопия — это метод, который рассеивает свет на составляющие его длины волн, позволяя учёным обнаруживать уникальные сигнатуры, которые обеспечивают более точные измерения красного смещения и других свойств.
Как пояснил Сун, «в идеале это можно сделать с помощью спектроскопии, метода, который распределяет свет по разным длинам волн для идентификации сигнатур, которые позволили бы точно определить красное смещение».
Спектроскопия является золотым стандартом для подтверждения природы далёких объектов и может предоставить окончательное доказательство того, являются ли эти яркие объекты действительно ранними галактиками.
Переписывая историю формирования галактик
Открытие этих необычайно ярких объектов ставит под сомнение текущие модели формирования галактик. До сих пор учёные считали, что формирование галактик происходило в течение более длительного периода, а самые ранние галактики образовались значительно позже Большого взрыва. Однако новые данные свидетельствуют о том, что галактики могли образоваться гораздо раньше, чем предполагалось, заставляя астрономов пересмотреть хронологию космической эволюции.
Если объекты, идентифицированные командой из Университета Миссури, будут подтверждены как ранние галактики, это может означать, что галактики начали формироваться на более ранней стадии во Вселенной, чем предполагалось изначально. Это может иметь глубокие последствия для нашего понимания формирования звёзд, галактик и крупномасштабной структуры Вселенной.