Джеймс Уэбб обнаружил удивительно зрелое протоскопление в ранней Вселенной
Космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) продолжает раскрывать тайны ранней Вселенной, предоставляя астрономам беспрецедентные данные о самых далеких и древних объектах. Одним из таких объектов стало протоскопление галактик A2744-z7p9OD (сокращенно A2744-PC), существовавшее всего через 650 миллионов лет после Большого взрыва.
Новые наблюдения, проведенные международной командой ученых под руководством Каллума Виттена из Женевского университета, показали, что это протоскопление обладает неожиданно зрелым ядром, бросая вызов современным теориям формирования крупномасштабных структур во Вселенной.
Скопления галактик — это гигантские гравитационно связанные системы, состоящие из сотен или даже тысяч галактик. Они представляют собой идеальные «космические лаборатории» для изучения эволюции галактик и крупномасштабной структуры Вселенной. Однако еще больший интерес вызывают их предшественники — протоскопления, которые существовали в эпоху, когда Вселенная была значительно моложе. Изучение таких объектов позволяет заглянуть в прошлое и понять, как формировались первые крупные структуры.
Протоскопление A2744-PC, обнаруженное на красном смещении z = 7.88, привлекло внимание ученых еще до наблюдений JWST. Предварительные данные указывали на то, что в его центре может находиться необычно эволюционировавшая галактика. Новые снимки, полученные с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam), не только подтвердили эту гипотезу, но и позволили обнаружить семь новых галактик-членов, увеличив общее количество известных объектов в протоскоплении до 23.
Анализ спектральных свойств этих галактик выявил удивительные детали. Оказалось, что они демонстрируют более выраженный бальмеровский излом (признак старых звездных популяций) и более пологие ультрафиолетовые наклоны по сравнению с галактиками вне скопления. Это указывает на то, что большинство галактик в A2744-PC уже прошли значительную часть своей эволюции, что необычно для столь ранней эпохи.
Еще более интригующим оказалось распределение галактик внутри протоскопления. Его ядро состоит из массивных пылевых галактик с угасающей звездообразовательной активностью, в то время как на окраинах преобладают молодые галактики, переживающие активные вспышки звездообразования. Такая структура напоминает более зрелые скопления, которые обычно наблюдаются в более поздние космические эпохи.
Эти результаты ставят перед учеными новые вопросы. Согласно современным моделям, протоскопления на красном смещении z > 5 должны находиться на ранних стадиях формирования, а признаки гашения звездообразования и высокая плотность галактик в ядре ожидаются лишь в более поздние периоды. Однако A2744-PC демонстрирует, что процессы, ведущие к образованию зрелых скоплений, могли начаться гораздо раньше, чем предполагалось.
Открытие JWST подтверждает, что даже в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва во Вселенной уже существовали сложные структуры, эволюционировавшие быстрее, чем предсказывают теории. Это заставляет астрономов пересматривать модели формирования галактик и скоплений, открывая новую главу в изучении ранней Вселенной.