Два отдельных научных коллектива астрономов сообщили об обнаружении кислорода в самой отдалённой известной галактике JADES-GS-z14-0. Это открытие, осуществлённое при помощи радиотелескопов ALMA в Чили с участием Европейской южной обсерватории (ESO), вызывает необходимость пересмотра временных рамок химической эволюции галактик в ранней Вселенной.
Галактика JADES-GS-z14-0 настолько удалена, что её свет достиг Земли спустя 13,4 миллиарда лет. Это указывает на то, что наблюдаем мы её в состоянии, когда возраст Вселенной составлял менее 300 миллионов лет — то есть около 2% от её нынешнего возраста. Тем не менее, обнаружение кислорода, который образуется в недрах звёзд и распыляется после их гибели, стало неожиданным сюрпризом: его содержание превышает расчётные показатели в десять раз. Это свидетельствует о том, что галактика обрела химическую зрелость гораздо быстрее, чем предсказывали существующие модели.
«Подобно тому, как вы надеетесь найти примитивное поселение и вдруг наталкиваетесь на мегаполис с небоскрёбами, таково наше удивление», — поясняет Сандре Схаувс, аспирант Лейденской обсерватории и ведущий автор одной из статей. Обычно в молодых галактиках преобладают водород и гелий, а более тяжёлые элементы, такие как кислород, накапливаются постепенно в процессе жизнедеятельности звёзд. Однако JADES-GS-z14-0 демонстрирует, что уже спустя 300 миллионов лет после Большого взрыва некоторые галактики могли достичь этой химической зрелости в считанные «космические мгновения».
Источник: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / S. Carniani et al. / S. Schouws et al / JWST: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Phill Cargile (CfA)
Высокая точность измерений, производимых ALMA, стала ключом к этому достижению. Комплекс, расположенный в высокогорной пустыне Атакама, установил расстояние до галактики с погрешностью лишь в 0,005%. Это сопоставимо с ошибкой всего в 5 см на дистанции в километр. «Без помощи ALMA было бы невозможно подтвердить данные, полученные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб»», — отмечает Ричард Баувенс, доцент Лейденской обсерватории и участник исследования.
Стефано Карниани из Высшей нормальной школы Пизы, который является ведущим автором второго исследования, подчеркивает: «Мы наблюдаем за галактикой, которая не только существует, но и активно развивается. Это вызывает размышления — возможно, первая структура во Вселенной возникла намного быстрее, чем предполагали ранее».
Данное открытие ставит под сомнение текущие гипотезы космической эволюции. Если тяжёлые элементы могли образовываться столь стремительно, это означает, что первые звёзды жили и умирали гораздо быстрее, насыщая всё вокруг «строительными материалами» для планет и, возможно, жизни.
В то время как JADES-GS-z14-0 остаётся уникальным объектом, учёные планируют продолжать поиски других «химически зрелых» галактик. Обнаружение таких объектов может прояснить, как молодая Вселенная, считавшаяся долгое время практически пустой и тёмной, так быстро сформировала условия для возникновения сложных структур.
Источник: iXBT
