Вердикт ученых: загадочные галактики телескопа Уэбба не опровергли теорию Большого взрыва

Всего два года назад, летом 2022 года, мир впервые увидел научные изображения, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Эти снимки удивили нас невероятными деталями новообразующихся планет, молодых звездных систем, экзопланет, звезд с дисками из обломков, галактик и многого другого. Однако самым большим сюрпризом стало обнаружение объектов на огромных расстояниях — галактик, которые были невероятно удалены, красные по цвету, малые по размеру, но при этом достаточно яркие, чтобы их можно было легко обнаружить с помощью инструментов JWST.

Эти объекты, известные как «маленькие красные точки», бросили вызов современной космологии. До этого у нас было четкое представление о составе Вселенной: смеси темной энергии, темной материи, обычной материи и небольшой доли радиации. Мы знали возраст Вселенной и как должна была формироваться структура в ней. Так почему же эти яркие объекты появились так рано и в таком количестве, значительно превышая все ожидания?

В астрономии и физике есть старая поговорка: теоретики могут предполагать, как природа должна себя вести, но только экспериментальные или наблюдательные данные могут показать, как Вселенная действительно устроена. После двух лет исследований ученые наконец разобрались, как развивалась Вселенная на самом деле.

С самого начала ученые ожидали от JWST открытия новых галактик и рекордных по удаленности объектов. И действительно, многие открытия, такие как самые удаленные галактики и квазары, оправдали ожидания. Однако в данных телескопа появились и неожиданные находки, такие как массивные черные дыры, которые не могли сформироваться из звезд в ранних протогалактиках. И, конечно, количество и яркость «маленьких красных точек» поставили перед учеными новые вопросы.

Некоторые из этих точек оказались действительно молодыми и яркими галактиками, которые появились вскоре после Большого взрыва. Однако столь большое их количество значительно превышало прогнозы, основанные на предыдущих моделях и симуляциях. Как это объяснить?

Прежде всего, ученые обратили внимание на сам JWST. Телескоп оказался лучше, чем ожидалось: его изображения были четче, с меньшими шумами и более эффективными с точки зрения оптики. Это позволило увидеть более слабые и удаленные объекты быстрее, чем предполагалось. Однако это не могло полностью объяснить, почему эти «маленькие красные точки» были такими яркими.

В 2023 году были проведены новые симуляции с более высоким разрешением, которые показали, что именно в областях с наибольшей плотностью вещества на малых космических масштабах формировались самые массивные ранние галактики. Эти области были менее заметны в симуляциях с низким разрешением, что частично объяснило расхождения между моделями и наблюдениями.

Одним из ключевых открытий стало осознание, что ранние галактики формировали звезды не постоянно, а в так называемых вспышках звездообразования. Эти вспышки могли кратковременно увеличивать яркость галактик, делая их видимыми даже на больших расстояниях. Это помогло объяснить, почему некоторые галактики казались такими яркими в ультрафиолетовом свете.

Кроме того, новое исследование показало, что часть яркости этих галактик объясняется активностью их центральных сверхмассивных черных дыр, которые тоже вносили значительный вклад в общий свет, излучаемый галактикой.

Хотя сначала казалось, что открытия JWST могут поколебать основы космологии, на самом деле они позволили нам глубже понять процессы, происходящие в ранней Вселенной. Мы узнали, что ранние галактики не так массивны, как казалось, а их яркость обусловлена рядом факторов, включая вспышки звездообразования и активность черных дыр. Этот случай показывает, что наука не всегда дает простые ответы, но в этом и заключается ее сила: каждый неожиданный результат открывает новые горизонты для исследований и понимания нашего мира.