Ученые, анализирующие данные космического телескопа НАСА «Джеймс Уэбб», обнаружили три галактики, которые, возможно, активно формировались, когда возраст Вселенной составлял всего 400-600 миллионов лет. Данные «Уэбба» показывают, что эти галактики окружены газом, который, как предполагают исследователи, почти полностью состоит из водорода и гелия – самых ранних элементов, существовавших в космосе. Приборы «Уэбба» настолько чувствительны, что им удалось обнаружить необычное количество плотного газа, окружающего эти галактики, который, скорее всего, послужит топливом для образования новых звезд.
«Эти галактики похожи на сверкающие острова в море нейтрального, непрозрачного газа. Без «Уэбба» мы не смогли бы наблюдать очень ранние галактики, не говоря уже о том, чтобы узнать так много об их формировании», – пояснил Каспер Хайнц, ведущий автор исследования и доцент кафедры астрофизики Центра космического рассвета (DAWN) при Копенгагенском университете в Дании.
«Мы уходим от представления о галактиках как об изолированных системах. На данном этапе истории Вселенной все галактики тесно связаны с межгалактической средой, ее нитями и структурами из первозданного газа», – добавляет Симона Нильсен, соавтор статьи.
На снимках «Уэбба» галактики выглядят как слабые красные пятна, поэтому дополнительные данные, известные как спектры, сыграли решающую роль в выводах команды. Спектры показывают, что свет от галактик поглощается большим количеством нейтрального водородного газа. «Газ очень распространен и покрывает очень большую часть галактики. Это говорит о том, что мы наблюдаем сборку нейтрального водородного газа галактики. В дальнейшем он охлаждается, сжимается и образует новые звезды», – говорит Дарах Уотсон, соавтор исследования.
Через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, в период, известный как Эра реионизации, Вселенная была совсем другой. Газ между звездами и галактиками был в основном непрозрачным. Во всей Вселенной он стал полностью прозрачным только через миллиард лет после Большого взрыва. Звезды способствовали нагреванию и ионизации газа вокруг них, в результате чего он стал полностью прозрачным.
Сопоставив данные «Уэбба» с моделями звездообразования, исследователи также обнаружили, что в этих галактиках в основном присутствуют молодые звезды. «Тот факт, что мы наблюдаем большие газовые резервуары, также говорит о том, что галактики еще не успели сформировать большинство своих звезд», – добавил Уотсон. Результаты работы опубликованы в журнале Science.
Остается еще много вопросов. Где конкретно находится газ? Сколько его вблизи центров галактик и на окраинах? Является ли газ первозданным или он уже наполнен более тяжелыми элементами? Предстоит провести значительные исследования. «Следующий шаг – создание больших статистических выборок галактик и детальная количественная оценка распространенности и заметности их особенностей», – говорит Хайнц.
