Телескоп James Webb вкотре перевершив власні досягнення. Він підтвердив існування яскравої галактики MoM-z14, яка сформувалась лише через 280 мільйонів років після Великого вибуху. Це наближає астрономів до спостереження "космічного світанку" — найраніших етапів історії Всесвіту.
Галактика тримає в собі підказки про те, як влаштована рання космічна історія і наскільки інакшим був той Всесвіт порівняно з очікуваннями теоретиків.
NIRSpec виміряв червоне зміщення 14.44
Через розширення Всесвіту, яке рухає темна енергія, розмови про фізичні відстані та "скільки років тому" ускладнюються, коли йдеться про такі далекі об'єкти.
За допомогою спектрографа NIRSpec астрономи визначили космологічне червоне зміщення галактики — 14.44. Що більше зміщення, то більшу відстань пройшло світло.
Це означає, що світло MoM-z14 подорожувало крізь простір, який розширюється, і "зсувалося" до довших червоних хвиль близько 13.5 мільярда років із загальних 13.8 мільярда років існування Всесвіту.
Відстань до галактик можна оцінити зі знімків. Але важливо підтвердити її детальнішою спектроскопією, щоб точно знати, що саме спостерігається і коли.
За допомогою Webb ми можемо бачити галактики далі, ніж будь-коли раніше. Ми виявляємо, що ранній Всесвіт зовсім не схожий на те, що ми передбачали, — це водночас складно і захопливо.Рохан Найду, Массачусетський технологічний інститут
Розрив між теорією та спостереженнями
MoM-z14 входить до групи несподівано яскравих ранніх галактик. За оцінкою дослідників, таких галактик у 100 разів більше, ніж передбачали теоретичні моделі до запуску Webb.
Це створює зростаючий розрив між теорією та спостереженнями.
Одне місце, де можна шукати відповіді, — найдавніші зорі нашої Галактики, Чумацького Шляху. Невеликий відсоток цих зір має високий вміст азоту.
Той самий азот тепер проявляється в спостереженнях ранніх галактик, зокрема MoM-z14. Стародавні зорі у власній Галактиці правлять за своєрідні викопні рештки раннього Всесвіту. Webb дає прямі дані про галактики того ж періоду — і показує ті самі особливості.
Азот і реіонізація як загадки раннього Всесвіту
За 280 мільйонів років не могло пройти достатньо поколінь зір, щоб виробити такі кількості азоту звичайним шляхом.
Одна з гіпотез: щільне середовище раннього Всесвіту могло породжувати наднадмасивні зорі, здатні виробляти більше азоту, ніж будь-які зорі в сучасному Всесвіті. Це припущення, а не встановлений факт.
Галактика також показує ознаки розчищення густого первинного водневого туману навколо себе. Цей процес астрономи називають реіонізацією.
Реіонізація — це період, коли перші зорі виробили світло достатньо високої енергії, щоб пробитися крізь щільний водневий газ і почати мандрувати простором. Визначення часової шкали цього періоду було однією з головних причин створення Webb.
Спадщина відкриттів триває
Натяки на щось несподіване в ранньому Всесвіті з'явились ще до запуску Webb. Космічний телескоп Hubble виявив яскраву галактику GN-z11 через 400 мільйонів років після Великого вибуху.
Webb підтвердив її відстань — на той час найбільшу з відомих. Відтоді телескоп продовжував заглядати все далі, знаходячи щоразу більше подібних яскравих ранніх галактик.
Стає зрозуміло, що перші такі знахідки не були випадковістю. Webb розкриває ранній Всесвіт так, як раніше не вдавалося, і показує, скільки ще залишається відкрити.
