Рождение самых ранних галактик во Вселенной замечено впервые

Газ, который накапливается и аккрецируется на мини-галактике в процессе ее построения. Хотя согласно теориям и компьютерному моделированию именно так формируются галактики, на самом деле этого никогда не наблюдалось. Автор: NASA

Впервые в истории астрономии исследователи из Института Нильса Бора стали свидетелями рождения трех самых ранних галактик во Вселенной где-то между 13,3 и 13,4 миллиарда лет назад.

Открытие было сделано с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, который принес нам на Землю первые «живые наблюдения» формирующихся галактик.

С помощью телескопа исследователи смогли увидеть сигналы от больших количеств газа, которые накапливаются и аккрецируются на мини-галактике в процессе ее построения. Хотя согласно теориям и компьютерному моделированию именно так формируются галактики, на самом деле этого никогда не наблюдалось.

«Можно сказать, что это первые «прямые» изображения формирования галактик, которые мы когда-либо видели. В то время как «Джеймс Уэбб» ранее показывал нам ранние галактики на более поздних стадиях эволюции, здесь мы являемся свидетелями самого их рождения и, таким образом, Строительство первых звездных систем во Вселенной», — говорит доцент Каспер Эльм Хайнц из Института Нильса Бора, который возглавил новое исследование.

Галактики, родившиеся вскоре после Большого взрыва

По оценкам исследователей, рождение трех галактик произошло примерно через 400–600 миллионов лет после Большого взрыва, взрыва, с которого все началось. Хотя это звучит как большой срок, это соответствует образованию галактик в течение первых 3–4% общего срока существования Вселенной в 13,8 миллиардов лет.

Вскоре после Большого взрыва Вселенная представляла собой огромный непрозрачный газ атомов водорода — в отличие от сегодняшнего дня, когда ночное небо усеяно пеленой четко очерченных звезд.

«В течение нескольких сотен миллионов лет после Большого взрыва сформировались первые звезды, прежде чем звезды и газ начали объединяться в галактики. Это процесс, начало которого мы видим в наших наблюдениях», — объясняет доцент Дарач Уотсон.

Рождение галактик произошло в тот момент в истории Вселенной, который известен как Эпоха реионизации, когда энергия и свет некоторых из первых галактик прорвались сквозь туманы газообразного водорода.

Именно эти большие количества газообразного водорода исследователи поймали с помощью инфракрасного видения космического телескопа Джеймса Уэбба. Это самое отдаленное измерение холодного нейтрального газообразного водорода, который является строительным блоком звезд и галактик, открытое научными исследователями на сегодняшний день.

Добавляет к пониманию нашего происхождения

Исследование провел Каспер Эльм Хайнц в тесном сотрудничестве, среди прочего, с коллегами-исследователями Дарахом Уотсоном, Габриэлем Браммером и доктором философии. студентка Симона Вейлгаард из Центра космического рассвета при Институте Нильса Бора при Копенгагенском университете — центра, заявленная цель которого — исследовать и понять зарождение Вселенной. Этот последний результат приближает их к этому.

Исследовательская группа уже подала заявку на увеличение времени наблюдений с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба в надежде расширить свои новые результаты и узнать больше о самой ранней эпохе формирования галактик.

«На данный момент речь идет о картировании наших новых наблюдений формирования галактик еще более подробно, чем раньше. В то же время мы постоянно пытаемся раздвинуть предел того, как далеко во Вселенной мы можем видеть. Так что, возможно, мы Я пойду еще дальше», — говорит Вейлгаард.

По мнению исследователя, новые знания помогают ответить на один из самых основных вопросов человечества.

«Один из самых фундаментальных вопросов, которые мы, люди, всегда задавали: «Откуда мы пришли?» Здесь мы собираем воедино еще немного ответа, проливая свет на момент создания некоторых из первых структур Вселенной. Это процесс, который мы будем исследовать дальше, пока, будем надеяться, мы не сможем собрать еще больше фрагментов. собрать головоломку вместе», — заключает доцент Браммер.

Исследование провели исследователи Каспер Э. Хайнц, Дарач Уотсон, Габриэль Браммер, Симона Вейлгаард, Энн Хаттер, Виктория Б. Стрейт, Джоррит Матти, Паскаль А. Ош, Пол Якобссон, Ниал Р. Танвир, Питер Лаурсен, Рохан П. Найду, Шарлотта А. Мейсон, Мегана Килли, Инте Юнг, Тайгер Ю-Ян Сяо, Абдурроуф, Дэн Коу, Пабло Аррабаль Аро, Стивен Л. Финкельштейн и Суне Тофт.

Больше информации: Kasper E. Heintz, Strong damped Lyman-α absorption in young star-forming galaxies at redshifts 9 to 11, Science (2024). DOI: 10.1126/science.adj0343. www.science.org/doi/10.1126/science.adj0343

Источник: University of Copenhagen