Одна из самых первых галактик во Вселенной оказалась совсем не тем, что ученые ожидали увидеть всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.
Обсерватория ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в Чили запечатлела необычную галактику REBELS-25, которая оказалась самой далекой из всех похожих на Млечный Путь. По подсчетам, на полученном снимке она выглядит такой, какой была всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва. И это противоречит представлениям о том, что собой в те времена представляла Вселенная.
Как предполагают космологи, примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва возникли первые атомы, пространство заполнил сплошной водородный «смог», а затем на сотни миллионов лет космос погрузился во тьму: звезд еще не было, водородные облака эффективно поглощали реликтовое излучение. Когда они стали появляться, их свет начал выбивать электроны из окружающих атомов водорода, то есть ионизировать их.
Этот процесс назвали повторной ионизацией, или реионизацией: водород изначально появился в виде ионов — одиноких протонов, потом они соединились с электронами, образовались полноценные атомы, а первый звездный свет снова делал их ионизированными.
Ранее считалось, что эпоха реионизации началась спустя примерно 550 миллионов лет после Большого взрыва и продлилась еще 250 миллионов лет. Астрономы предполагали, что в те времена во Вселенной могли быть разве что «зародыши» будущих галактик — их только что возникшие ядра, которые активно вбирают в себя все больше вещества, сливаются с другими протогалактиками и в целом представляют собой нечто довольно хаотичное.
Между тем REBELS-25 — уже полностью сформировавшаяся, упорядоченная дисковая галактика со спиральными рукавами. Более того, есть намеки на так называемую перемычку («бар») в ее центре, как у Млечного Пути.
По оценкам, масса галактики — восемь миллиардов масс Солнца, а в диаметре она простирается примерно на 13 тысяч световых лет. Конечно, по сравнению с нашей Галактикой это немного: диаметр Млечного Пути — около 100 тысяч световых лет, а масса, по разным оценкам, достигает сотен миллиардов или даже триллиона масс Солнца. И все же для такой молодой галактики габариты REBELS-25 внушительны. Ученые задаются вопросом, как она успела за столь короткий срок своего существования дорасти до таких размеров и стать похожей на Млечный Путь и другие галактики, которым много миллиардов лет.
Это дополняет сложившуюся картину непонимания ранней истории Вселенной: телескоп «Джеймс Уэбб» ранее нашел целую коллекцию галактик, которые существовали уже через 300-400 миллионов лет после Большого взрыва.
Автор: Елизавета Александрова