Используя телескоп James Webb (JWST), международная группа астрономов обнаружила яркую эмиссию водорода из галактики, существовавшей на заре Вселенной. Эта неожиданная находка ставит вопрос, как этот свет мог пробиться сквозь густую пелену «тумана», заполонявшего пространство в то время.
Одной из главных задач JWST является изучение далекого прошлого нашей Вселенной — эпохи, когда после Большого взрыва формировались первые галактики. В ходе поисков, телескопу уже удалось обнаружить ряд рекордно далеких галактик.
Экстраординарная чувствительность JWST к инфракрасному излучению также открывает совершенно новые возможности для изучения т. н. периода космического рассвета. Им называют эпоху ранней Вселенной, когда она была окутана густым «туманом», состоявшим из облаков нейтрального водорода. Со временем он рассеялся под действием излучения первых звезд в ходе процесса, называемого реионизацией. Считается, что она завершилась примерно через миллиард лет после Большого взрыва.
Однако теперь эта временная шкала поставлена под сомнение. В ходе наблюдений JWST сумел обнаружить невероятно далекую галактику JADES-GS-z13-1. После измерения и перепроверки ее красного смещения, астрономы установили, что оно составляет 13,0. Это соответствует галактике, появившейся всего через 330 млн лет после Большого взрыва. Но была и неожиданная особенность: одна специфическая, очень яркая длина волны света, идентифицированная как эмиссия Лайман-альфа, испускаемая атомами водорода. Это излучение оказалось гораздо сильнее, чем астрономы предполагали на столь раннем этапе развития Вселенной.
По словам ученых, до и во время эпохи реионизации огромное количество нейтрального водородного тумана, окружавшего галактики, блокировало любое излучаемое ими энергичное ультрафиолетовое излучение, подобно фильтру. Пока не образовалось достаточное количество звезд, способных ионизировать водородный газ, ни один свет, включая излучение Лаймана-альфа, не могло покинуть эти зарождающиеся галактики и достичь Земли. Поэтому открытие JWST имеет большое значение для понимания ранней Вселенной.
Источник излучения пока не известен, но, возможно, это первый свет от самого раннего поколения звезд, сформировавшихся во Вселенной. Он мог создать большой пузырь ионизированного водорода, окруживший GS-z13-1. Еще одна, рассматриваемая учеными возможность — весьма активное галактическое ядро, в котором расположена одна из первых сверхмассивных черных дыр.
Ученые планирует дальнейшие наблюдения за GS-z13-1, чтобы получить больше информации о природе этой галактики и происхождении ее излучения. Что бы ни скрывала эта галактика, она наверняка откроет новый рубеж в космологии.
По материалам ESA
