В далекой галактике замечен намек на ранний «космический рассвет»

Астрономы, использующие космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST), сделали неожиданное открытие, которое ставит под сомнение существующие представления о ранней Вселенной. Исследователи обнаружили галактику JADES-GS-z13-1-LA, наблюдаемую всего через 330 миллионов лет после Большого взрыва, с необычно ярким излучением Лаймана-α — спектральной линией, характерной для водорода. Этот феномен противоречит текущим теориям, поскольку в ту эпоху Вселенная была заполнена плотным туманом нейтрального водорода, который должен был блокировать подобное излучение.

Ключевые аспекты открытия

Галактика JADES-GS-z13-1 была идентифицирована с помощью камеры NIRCam телескопа Уэбба, а ее красное смещение (z ≈ 13,0) подтверждено спектрографом NIRSpec. Это соответствует возрасту Вселенной всего 330 миллионов лет, что делает ее одной из самых далеких известных галактик. Однако главной загадкой стало обнаружение мощного излучения Лаймана-α, которое, согласно современным моделям, не должно было пробиться сквозь окружающий нейтральный водород.

Вызов существующим теориям

В ранней Вселенной, до завершения эпохи реионизации (которая заняла около миллиарда лет), нейтральный водород поглощал ультрафиолетовый свет, включая линию Лаймана-α. Поэтому обнаружение такой эмиссии в столь ранний период требует пересмотра механизмов, которые могли бы создать вокруг галактики достаточно большую область ионизированного водорода.

Исследователи предложили несколько гипотез:

• Первое поколение звезд (Population III): Эти звезды, состоящие почти исключительно из водорода и гелия, могли быть чрезвычайно массивными и горячими, производя достаточно ионизирующего излучения, чтобы очистить окружающий газ.
• Активное галактическое ядро (AGN): Сверхмассивная черная дыра в центре галактики могла генерировать интенсивное излучение, способное ионизировать водород на больших расстояниях.
• Альтернативные сценарии: Возможно, распределение нейтрального водорода в ранней Вселенной было неоднородным, или же галактика обладала уникальными свойствами, ускоряющими локальную реионизацию.

Значение для космологии

Это открытие подчеркивает, что наши знания о первых галактиках и процессе реионизации остаются неполными. Если дальнейшие наблюдения подтвердят подобные случаи, это может привести к пересмотру моделей формирования звезд и галактик в ранней Вселенной. Ученые планируют дополнительные исследования JADES-GS-z13-1, включая поиск аналогичных объектов, чтобы понять, является ли она исключением или частью более широкой закономерности.

Обнаружение яркого излучения Лаймана-α в галактике JADES-GS-z13-1 — это не просто техническое достижение, но и важный шаг в понимании эволюции Вселенной. Оно демонстрирует, что даже в самые ранние эпохи могли существовать механизмы, позволяющие свету прорываться сквозь космическую «дымку», и открывает новые направления для изучения природы первых звезд и галактик.