Астрономам удалось заглянуть на тринадцать миллиардов лет назад и увидеть галактику, которая сформировалась всего через восемьсот миллионов лет после Большого взрыва. Объект с названием LAP1-B оказался настоящей машиной времени. Свет от него шёл к нам почти всю историю Вселенной, и теперь телескоп «Джеймс Уэбб» разглядел то, что оставалось скрытым: возможно, это одно из самых первых звёздных скоплений, где только начали зажигаться светила.

 

Окно в прошлое, которое приоткрыл телескоп

Телескоп «Джеймс Уэбб» работает на орбите с 2021 года. Его главное преимущество — способность улавливать инфракрасное излучение от самых далёких и тусклых объектов. Именно это и позволило группе учёных под руководством Кимихико Накадзимы из университета Канадзавы обнаружить LAP1-B. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.

Сама галактика настолько мала и бледна, что без специальных ухищрений её бы никто не заметил. Выручило природное явление — гравитационное линзирование. Скопление более близких галактик сыграло роль гигантской лупы, усилив сигнал от LAP1-B примерно в сто раз. Без такого «увеличительного стекла» телескоп просто не смог бы её засечь.

 

Что скрывается внутри древней галактики

Когда свет от LAP1-B разложили на спектр, картина оказалась необычной. Большая часть излучения шла не от самих звёзд, а от светящихся облаков газа. Анализ спектральных линий показал химический состав этого газа, и тут учёных ждал сюрприз. Тяжёлых элементов в галактике почти нет. Кислорода там примерно в 240 раз меньше, чем в нашем Солнце. Это один из самых бедных металлами объектов, где вообще идёт звёздообразование.

Кроме того, приборы зафиксировали мощное ионизирующее излучение — именно такое, какое должно возникать при взрывах первых светил. А отношение углерода к кислороду в точности совпало с предсказанной химической «подписью» взрывов звёзд популяции III. Так астрономы называют самое первое поколение звёзд, которое появилось, когда во Вселенной ещё не было ничего, кроме водорода и гелия. Все современные звёзды, включая наше Солнце, относятся к популяции I — они гораздо «грязнее», так как содержат много тяжёлых элементов, накопившихся за миллиарды лет.

 

Как галактика удерживается и что это значит

С помощью спектрального анализа исследователи измерили скорость движения газа внутри LAP1-B. Оказалось, что вращается она слишком быстро для своего размера. Без дополнительной массы гравитация просто не смогла бы удержать вещество вместе. Вывод: галактику «склеивает» огромное облако невидимой тёмной материи. Сама по себе она не излучает, но проявляет себя через гравитационное воздействие.

• Галактика LAP1-B находилась на расстоянии 13 миллиардов световых лет от нас;
• Она в 240 раз беднее кислородом, чем Солнце;
• Свет от неё усилен гравитационной линзой в 100 раз;
• Большая часть излучения исходит от газа, а не от звёзд;
• Химический состав совпадает с ожидаемым после взрывов первых звёзд.

 

Почему это открытие называют «ископаемым в процессе создания»

Авторы работы назвали LAP1-B «ископаемым в процессе создания». Дело в том, что эта галактика — прямой предок так называемых ультратусклых карликовых галактик, которые астрономы наблюдают сегодня вблизи Млечного Пути. Только она застыла на самой ранней стадии формирования. Это позволяет увидеть, как выглядели первые островки звёзд, когда они только начали преобразовывать Вселенную, наполняя её тяжёлыми элементами.

1. Учёные изучили спектр LAP1-B и выявили почти полное отсутствие металлов;
2. Обнаруженное излучение совпадает с моделями звёзд популяции III;
3. Гравитационное линзирование помогло разглядеть объект;
4. Тёмная материя удерживает галактику от разлёта;
5. Находка даёт редкий снимок ранней стадии эволюции галактик.

 

Что дальше: как «Джеймс Уэбб» продолжит исследование

Телескоп продолжает сканировать глубокий космос. Обнаружение LAP1-B — лишь один из многих шагов. Теперь астрономы намерены искать другие подобные объекты, чтобы понять, насколько уникальна эта находка. Если химический «почерк» первых звёзд подтвердится в других галактиках, это станет серьёзным аргументом в пользу современных теорий образования Вселенной. Пока же LAP1-B остаётся самым ярким кандидатом на роль «живого ископаемого» той эпохи, когда зажглись первые огни космоса.

Именно такие открытия постепенно собирают пазл зарождения Вселенной. Каждое новое наблюдение приближает нас к ответу на главный вопрос: откуда всё взялось. И «Джеймс Уэбб» уже сейчас показывает, что ответы могут лежать гораздо дальше, чем мы привыкли думать. Оригинальная статья в Nature подтверждает: Вселенная полна сюрпризов, и самые интересные из них ещё впереди.