Астрономи, що використовують космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) та Атакамську великомасштабну міліметрову/субміліметрову матрицю (ALMA), виявили 70 стародавніх, запорошених галактик, які сформувалися напрочуд рано в історії Всесвіту. Ці галактики, що спостерігаються такими, якими вони були через мільярд років після Великого вибуху, містять несподівано високий рівень важких елементів («металів») — що кидає виклик сучасним моделям галактичної еволюції.
Несподіване Збагачення Металами
Сучасні космологічні моделі передбачають, що важкі елементи не повинні бути присутніми в такому достатку так рано у Всесвіті. Зірки виробляють ці важчі елементи за допомогою ядерного синтезу, і очікувалося, що початкові покоління зірок будуть відносно бідні на метали. Однак ці нововиявлені галактики вже були багаті на метали, що передбачає, що зіркоутворення почалося раніше і ефективніше, ніж вважалося раніше.
За словами Хорхе Савали з Університету Массачусетса в Амхерсті: «Пильні галактики — це масивні галактики з великою кількістю металів та космічного пилу… І ці галактики дуже старі, що означає, що зірки формувалися в ранньому Всесвіті, раніше, ніж пророкують наші поточні моделі».
Як Було Зроблено Відкриття
Дослідження почалося з того, що ALMA ідентифікувала популяцію із 400 яскравих, запорошених галактик. Наступні спостереження JWST звузили цей список до 70 слабких кандидатів на краю Всесвіту, що спостерігається — багато з яких ніколи раніше не бачили. Об’єднавши дані з обох телескопів, астрономи підтвердили, що ці галактики сформувалися лише через 500 мільйонів років після Великого вибуху. Ця хронологія вимагає переоцінки того, як швидко розвивалися галактичні структури після народження Всесвіту.
З’єднуючи Точки
Ці стародавні галактики, схоже, пов’язані з двома іншими раніше виявленими типами галактик: надзвичайно яскравими галактиками, що активно утворюють зірки, і більш старими, «тихими» галактиками, які більше не виробляють зірки. Савала порівнює це з тим, що ми маємо «знімки життєвого циклу цих рідкісних галактик». Яскраві галактики представляють юність, тихі галактики — старість, а відкриті запорошені галактики заповнюють прогалину як молоді дорослі.
Цей зв’язок передбачає, що розуміння галактичної еволюції неповно. Якщо ці три популяції справді пов’язані, то зіркоутворення мало розпочатися раніше і відбуватися швидше, ніж дозволяють існуючі теорії.
Потрібні додаткові дослідження, щоб закріпити ці зв’язки, але поточні докази мають на увазі, що наша космічна хронологія потребує перегляду. Відкриття цих ранніх, багатих на метали галактик піднімає фундаментальні питання про те, як формувалися зірки і розвивалися галактики в дитинстві Всесвіту.
