«Уэбб» перевернул представления о ранней Вселенной
Астрономы уже несколько десятилетий пытаются восстановить историю ранней Вселенной, и космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) на шаг приблизил их к разгадке благодаря своим новым наблюдениям. На этот раз прибор увидел множество «маленьких красных точек», которые оказались одними из самых ранних галактик, образованных во Вселенной. Обнаружение в них черных дыр заставило ученых пересмотреть существующие научные теории.
Новое исследование провела группа астрономов во главе с Митчем Бегельманом из Колорадского университета в Боулдере. «Удивительное открытие "Джеймса Уэбба" заключается в том, что во Вселенной есть не только эти компактные и яркие инфракрасные объекты — вероятно, в них также есть огромные черные дыры. Считалось, что это невозможно», — пояснил руководитель научной группы. Астрономы предположили, что для объяснения существования этих огромных объектов необходимо пересмотреть теории образования галактик.
Общепринятые теории предполагают, что галактики формируются постепенно, в течение миллиардов лет. Считается, что первыми появляются звезды, они образуют галактики, и только потом появляются черные дыры. Благодаря наблюдениям «маленьких красных точек» телескопом «Джеймс Уэбб» исследователи обнаружили, что первые галактики во Вселенной были ярче, чем ожидалось, поскольку многие из них состояли не только из звезд, но и из центральных черных дыр — активных ядер галактик, известных как квазары.
Из этого исследователи сделали вывод, что общепринятые теории образования галактик могут быть ошибочными. «Похоже, на самом деле все обстоит с точностью до наоборот — черные дыры могли образоваться вместе с первыми звездами, а уже после них образовалась остальная часть галактики», — сказал Бегельман.
Ученые также обнаружили, что взаимосвязь между образованием звезд и черных дыр оказалась более тесной, чем считалось ранее, поскольку каждый из этих объектов изначально усиливал рост другой с помощью процесса, известного как «положительная обратная связь». Таким образом, на ранних этапах образования галактик, звездообразование ускоряло образование массивных черных дыр и наоборот. Однако затем, спустя почти миллиард лет, гигантские черные дыры стали более мощными и начали истощать запасы газа в своих галактиках, замедляя звездообразование. Это процесс «отрицательной обратной связи», который, по мнению исследователей, связан с энергосберегающими оттоками — мощными ветрами, которые вытесняли газ из галактик, лишая их материала, необходимого для создания новых звезд.
Изучив различные световые спектры и химические сигнатуры, испускаемые «маленькими красными точками», которые увидел «Уэбб», исследователи предположили, что переход от «положительного» к «отрицательному» процессу на ранних этапах формирования галактик в нашей Вселенной произошел около 13 млрд лет назад — спустя 1 млрд лет после Большого взрыва.
Определение этой переходной эпохи позволяет астрономам лучше понимать конкретные периоды в истории Вселенной. Кроме того, понимание того, когда произошел переход, астрономы могут узнать больше о характеристиках современных галактик, включая их размер, форму, звездный состав и уровень активности. Авторы исследования отмечают, что для подтверждения их теории нужно провести компьютерное моделирование и дополнительные исследования с помощью «Уэбба», чем они и планируют заняться в ближайшие несколько лет.
