Галактике 400 миллионов лет, но она выглядит на миллиарды. Уэбб нашёл невозможного красного монстра — и астрономы не понимают, как он успел повзрослеть

Астрономы нашли в ранней Вселенной галактику, которая выглядит слишком зрелой для своего возраста. Наблюдения с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб показали: уже через 400 миллионов лет после Большого взрыва существовал массивный объект с большим количеством пыли. Обычно такие свойства появляются заметно позже.

Галактика получила обозначение EGS-z11-R0. В научной среде её уже называют «красным монстром». Причина в цвете: из-за плотных облаков пыли свет молодых голубых звёзд частично поглощается и смещается в красную область спектра. Такой эффект указывает на развитую внутреннюю структуру, где уже успели сформироваться тяжёлые элементы и накопиться пыль.

Для сравнения: возраст найденной галактики сопоставим с временем существования некоторых древних групп животных на Земле. В космических масштабах речь идёт о крайне коротком промежутке, за который сложно объяснить появление столь развитого объекта.

Чтобы понять, почему находка выглядит необычно, важно учитывать, как формируются галактики. Сначала появляются звёзды, затем в их недрах образуются тяжёлые элементы, после чего в межзвёздной среде постепенно накапливается пыль. На это обычно уходят сотни миллионов лет. Поэтому обнаружение пылевой галактики на столь раннем этапе ставит вопрос: как этот процесс успел пройти так быстро?

Исследовательская группа под руководством Джулии Родигьеро из Падуанского университета искала подобные объекты среди данных Джеймса Уэбба. Учёные предположили, что рядом с уже известными «синими монстрами» — яркими, массивными, но ещё не запылёнными галактиками — могут скрываться более зрелые системы, просто замаскированные собственной пылью. В архиве Dawn JWST Archive нашелся только один уверенный кандидат — EGS-z11-R0.

Главный признак пыли виден в ультрафиолетовом излучении галактики. Пыль поглощает часть света и меняет форму спектра: он как бы становится более плоским. Анализ показал, что именно пыль играет основную роль в покраснении. При этом исследователи не исключают вклад ионизированного газа, поэтому планируют получить более точные спектральные данные.

Дополнительным аргументом в пользу зрелости галактики стало обнаружение углерода. Этот элемент образуется в звёздах и попадает в межзвёздную среду после их эволюции. Его наличие означает, что в галактике уже успел пройти цикл рождения и гибели звёзд, необходимый для накопления пыли.

Подобных красных монстров находили и раньше, но обычно в более поздние эпохи — примерно через миллиард лет после Большого взрыва. Новый объект - ещё более ранний пример. Сейчас телескоп Джеймс Уэбб способен видеть галактики, существовавшие через 280 миллионов лет после начала Вселенной. Наблюдение EGS-z11-R0 сдвигает оценки формирования сложных галактик ещё дальше назад.

Если такой объект действительно сформировался к отметке в 400 миллионов лет, значит, первые галактики могли появляться уже через 200 миллионов лет после Большого взрыва. Это серьёзно меняет представления о скорости эволюции ранней Вселенной.

Появление красных монстров ставит сразу несколько вопросов. Неясно, как пыль успевает накапливаться за столь короткое время и почему одни галактики проходят этот этап, а другие остаются синими. Одно из объяснений предполагает, что обе группы связаны: синие монстры могут быть более поздней стадией тех же объектов, когда пыль рассеивается.

Чтобы проверить эту гипотезу, астрономы планируют собрать больше подобных наблюдений и изучить такие галактики в разных диапазонах инфракрасного излучения. Это поможет точнее определить состав, структуру и историю развития объектов вроде EGS-z11-R0.