Уникальное открытие: галактика JADES-GS-z13-1 и ее влияние на раннюю Вселенную
Недавние наблюдения с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) стали важной вехой в астрономии. Ученые выявили галактику JADES-GS-z13-1, существовавшую всего через 330 миллионов лет после Большого взрыва, которая окружена пузырем ионизированного газа. Это открытие, опубликованное в журнале Nature, имеет значительные последствия для нашего понимания процесса реионизации — эпохи, когда первые звезды и галактики начали изменять структуру и прозрачность Вселенной.
Галактика JADES-GS-z13-1 была замечена как маленькая красная точка на снимках JWST и излучает мощный ультрафиолетовый свет, в 10 миллиардов раз превосходящий свет нашей Солнца. Уникальный газовый пузырь, окружающий эту галактику, стал неожиданным индикатором того, что процесс реионизации мог начаться гораздо раньше, чем это считалось ранее. Предыдущие исследования указывали на то, что первой такой галактикой могла быть JADES-GS-z13-1, но теперь выясняется, что она на 270 миллионов лет старше, чем другие галактики, отмеченные в этом процессе.
По данным, представленным учеными, после Большого взрыва Вселенная была заполнена холодным и нейтральным газом, который поглощал свет звезд, создавая условия, аналогичные густому туману. Постепенно звезды и галактики начали излучать ультрафиолетовый свет, который выбивал электроны из атомов газа, позволяя свету проходить. Этот процесс, получивший название реионизация, можно сравнить с тем, как свет от фонарика пробивается сквозь туман — именно они начали делать космос прозрачным.
На основе 19 часов наблюдений JWST был зафиксирован сигнал Lyman-α — ультрафиолетовый свет от атомов водорода, что подтверждает активные процессы в JADES-GS-z13-1. Как отмечает соавтор исследования, астрофизик Стивен Финкельштейн, «галактики можно сравнить с маленькими фонариками Lyman-α. Если мы фиксируем этот свет, это означает, что они находятся в зоне, где газ уже ионизирован.»
Яркость JADES-GS-z13-1 представляет собой настоящую загадку для ученых: ее источником могут быть как сверхмассивные черные дыры, так и горячие звезды, масса которых составляет 100–300 солнечных масс. Несмотря на диаметр галактики, составляющий всего 230 световых лет (для сравнения, Млечный Путь — 32 000 световых лет), ее влияние на структуру ранней Вселенной оказывается значительным.
Будущее исследование будет направлено на поиски других объектов с подобным эффектом, что позволит более глубоко понять процесс реионизации. Йорис Витсток, соавтор исследования, отмечает: «Она не похожа ни на что, что мы видели ранее! Это изменяет наши представления о том, как быстро Вселенная стала прозрачной.»
Открытие JADES-GS-z13-1 несет в себе полезные данные для астрономов и астрофизиков, стремящихся прояснить вопросы, связанные с ранней историей Вселенной. С данными о более чем 1,4 миллиарда высокозначимых галактик, полученными JWST, ученые надеются создать целостную картину эволюции космоса, которая позволит разгадать тайны, оставшиеся с начала времени.
