В темных уголках ранней Вселенной уже скрывались три чудовищные галактики — всего через миллиард лет после Большого взрыва. Эти галактики, почти такие же массивные, как наш Млечный Путь, были только что обнаружены международной командой под руководством Женевского университета (UNIGE). Открытие стало возможным благодаря передовым возможностям космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). И это вызывает волну в мире астрономии.

Это открытие бросает вызов давним представлениям о том, как формировались галактики на заре существования космоса. Теоретически галактики формируются внутри больших гало темной материи, которая притягивает газ и образует звезды. Тем не менее, эти недавно открытые галактики, похоже, нашли короткий путь и превратились в гигантов гораздо быстрее, чем считали возможным ученые.

Монстры среди звезд

Эти галактики получили прозвище «красные монстры» благодаря их красноватому оттенку на изображениях JWST — явному признаку высокого содержания пыли. Пыль обычно затеняет звездный свет, делая такие галактики невидимыми для обычных телескопов. Но мощный NIRCam/гризм-спектрограф JWST прорвался сквозь космическую дымку. Оно выявило не только наличие этих галактик, но и их удивительную массу и быстрое звездообразование.

«Наши результаты меняют наше понимание формирования галактик в ранней Вселенной», — говорит доктор Мэнъюань Сяо, ведущий автор исследования и научный сотрудник факультета астрономии Женевского университета. Кажется, что галактики нарушают все правила: они формируют звезды в два раза быстрее, чем их меньшие собратья, и делают это с поразительной эффективностью.

Для доктора Дэвида Эльбаза, директора по исследованиям CEA Paris-Saclay, эти результаты стали поворотным моментом. «Массивные свойства этих «красных монстров» вряд ли были определены до JWST, поскольку они оптически невидимы из-за ослабления пыли».

Галактики, которые бросают вызов теории

Программа FRESCO JWST, разработанная командой, систематически анализировала галактики с эмиссионными линиями с момента зарождения Вселенной. Это позволило им точно измерить расстояния и звездные массы этих недавно обнаруженных гигантов.

«Наши результаты подчеркивают замечательную силу NIRCam/гризм-спектроскопии», — отмечает Паскаль Ош, доцент UNIGE и главный исследователь исследования. «Прибор на борту космического телескопа позволяет нам идентифицировать и изучать рост галактик с течением времени, а также получить более четкое представление о том, как звездная масса накапливается в течение космической истории».

Согласно устоявшимся моделям, галактики формируются постепенно, превращая в звезды не более 20% своего газа. Но «красные монстры» опровергают это представление. Поскольку их звездные массы находятся на одном уровне с сегодняшним Млечным Путем, они предполагают гораздо более эффективный процесс, действующий в зачаточном состоянии Вселенной.

«Эти результаты показывают, что галактики ранней Вселенной могли образовывать звезды с неожиданной эффективностью», — объясняет доктор Сяо. Этот быстрый рост поднимает острый вопрос: как эти галактики так быстро накопили такую ​​большую массу?

Эти открытия не опровергают существующие космологические модели, но намекают на пробелы в нашем понимании. Сейчас астрономы размышляют над тем, какие уникальные процессы могли стимулировать такое эффективное звездообразование на заре существования Вселенной.

Это исследование — только начало новой эры в освоении космоса. Команда планирует использовать JWST и Большую миллиметровую решетку Атакамы (ALMA) для поиска еще большего количества этих скрытых гигантов.

Как говорит доктор Сяо: «Красные монстры — это только начало новой эры в нашем исследовании ранней Вселенной».

Результаты были опубликованы в журнале Природа.