Команда исследователей из Техасского университета объявила о преодолении потенциального космологического кризиса, связанного со слишком массивными галактиками в ранней Вселенной. По мнению ученых, все дело в черных дырах.
Космологический кризис
Когда астрономы получили первые снимки галактик в ранней Вселенной, сделанные телескопом James Webb (JWST), то были удивлены неожиданному результату. Вместо скромных по размерам галактик они нашли настоящих гигантов. Часть галактик оказалась настолько массивной и быстро растущей, что это прямо противоречило стандартной космологической модели. Из-за этого некоторые исследователи даже предложили, что теория может быть ошибочной.
Однако другой научный коллектив выдвинул собственное объяснение этой аномалии. Согласно новому исследованию, опубликованному в Astronomical Journal, некоторые из этих ранних галактик на самом деле гораздо менее массивны, чем выглядят. Все дело в черных дырах, которые заставляют их казаться намного ярче и больше, чем они есть на самом деле.
По словам ученых в галактиках, которые кажутся аномально массивными, скорее всего находятся черные дыры, весьма активно поглощающие газ. Этот процесс сопровождается образованием большого количества излучения, из-за чего галактики выглядят гораздо ярче, чем если бы их свет исходил только от звезд. В результате создается впечатление, что они содержат намного больше звезд, а значит — имеют большую массу. Когда ученые удалили эти галактики, прозванные «маленькими красными точками» (из-за их красного цвета и небольшого размера), из анализа, оставшиеся ранние галактики вписались в предсказания стандартной модели.
Более эффективные звездные фабрики
Правда, хотя ученым и удалось решить главную проблему, у них остался другой нерешенный вопрос. В данных JWST о ранней Вселенной по-прежнему содержится примерно в два раза больше массивных галактик, чем ожидалось в соответствии с положениями стандартной модели. Одна из возможных причин противоречия заключаться в том, что в ранней Вселенной звезды формировались быстрее, чем сегодня.
Звездообразование происходит когда горячий газ остывает настолько, что под воздействием гравитации сгущается в одну или несколько звезд. Но по мере того, как газ сжимается, он нагревается, создавая внешнее давление. В нашем регионе Вселенной баланс этих противоположных сил приводит к тому, что процесс звездообразования идет очень медленно. Но, поскольку ранняя Вселенная была более плотной, чем современная, возможно в те времена газу было сложнее выдуваться во время звездообразования, что позволяло процессу идти быстрее.
Параллельно астрономы проанализировали спектры «маленьких красных точек», обнаруженных с помощью JWST и нашли свидетельства наличия быстро движущегося водородного газа, характерного для аккреционных дисков черных дыр. Это подтверждает идею, что по крайней мере часть света от этих компактных красных объектов на самом деле исходит от газа, вращающегося вокруг черных дыр, а не от звезд. А значит, они не настолько массивны, как первоначально думали астрономы. Дальнейшие наблюдения должны будут помочь ученым найти ответ на вопрос о том, сколько света на самом деле исходит от звезд, а сколько от газа вокруг черных дыр.
Ранее мы рассказывали о том, как James Webb помог ученым преодолеть другую космологическую проблему.
По материалам NASA
