Когда телескоп «Джеймс Уэбб» заглянул в глубокое прошлое Вселенной, почти сразу после Большого взрыва, он обнаружил там множество массивных галактик. Это было неожиданно и не укладывалось в Стандартную космологическую модель. Некоторые решили, что ее пора исправлять. Однако большой международный коллектив ученых, проанализировавших данные обзора CEERS, предложил объяснение несоответствию теории и наблюдений.
Массивные галактики, расположенные на большом красном смещении, представляют собой особенно интересный случай. Они позволяют понять, как за короткое, по меркам космоса, время образовалось большое количество звезд и какие процессы этим управляли. Астрономы приложили немало усилий, чтобы изучить процесс наращивания звездной массы галактик.
Точные оценки звездных масс галактик на красном смещении до пяти получены по данным телескопов «Хаббл» и «Спитцер». «Джеймс Уэбб» позволил углубиться дальше в прошлое. Одно из удивительных открытий — множество ярких в ультрафиолетовом диапазоне галактик на красном смещении восемь и больше. Это может говорить об ином механизме звездообразования и взаимодействии звезд со средой в ранней Вселенной.
Эти прямые наблюдения не укладывались в модели. Чтобы понять, почему так, астрономы проанализировали спектры очень массивных галактик на красном смещении от четырех до восьми по данным обзора CEERS («Досрочный выпуск научного исследования космической эволюции»). Результаты опубликованы в издании The Astrophysical Journal.
Согласно последним исследованиям, ранние галактики, которые кажутся более массивными, содержат в себе черную дыру. Она быстро поглощает окружающий газ, и трение в этих газовых потоках порождает дополнительное тепловое и световое излучение, помимо того, что исходит от звезд. В результате наблюдателю кажется, что в галактиках гораздо больше звезд, а значит, они более массивные. За характерные цвет и размер их называют маленькими красными точками. Если исключить их из анализа, оставшиеся ранние галактики будут уже не такими массивными, что укладывается в предсказания Стандартной модели. Так что говорить о ее ошибочности преждевременно, полагают авторы работы.
«По сути, мы не видим кризиса Стандартной космологической модели. Если у вас есть теория, испытанная временем, нужны действительно веские основания, чтобы ее опровергнуть. В любом случае это не так просто», — отметил в интервью пресс-службе Стивен Финкельштейн, профессор астрономии в Техасском университете в Остине (США), руководитель обзора CEERS, реализованного по программе телескопа «Джеймс Уэбб».
Но все же проблема не решена окончательно. По словам ведущего автора статьи Катерины Шворовски, ученые насчитывают в два раза больше далеких галактик, чем это следует из теории. Одно из возможных объяснений — звездообразование в ранней Вселенной шло гораздо быстрее, чем сейчас.
Астрономы впервые разглядели рождение древнейших галактик Вселенной
Звезды образуются из достаточно остывшего газа, который сжимается под действием гравитации. По мере сжатия он снова нагревается, создавая внешнее давление. В нашем регионе космоса эти разнонаправленные силы замедляют звездообразование. А вот в ранней Вселенной, более плотной, чем сейчас, наоборот, согласно некоторым теориям, выдувание газа шло тяжелее, что ускоряло процесс.
В то же время ученые изучили спектры маленьких красных точек по данным обзора CEERS и других наблюдений быстродвижущегося водородного газа, что служит признаком аккреционного диска черной дыры. Они подтвердили предположение о том, что излучение от этих компактных красных источников исходит от газа, бурлящего вокруг черных дыр, а не звезд.
Получается, галактики не такие массивные, как думали изначально. Для подтверждения этих построений нужны новые наблюдения, но уже понятно, что процесс звездообразования нуждается в новых идеях. Следовательно, по мнению Шворовски, интрига сохраняется.
По информации https://naked-science.ru/article/sci/chernye-dyry-dobavili-ran
