Кілька об’єктів, виявлені в даних JWST, збентежили астрономів.
Те, що вважається півдюжиною галактик, здається масивним і добре сформованим, попри те, що вони виглядали такими, якими вони були лише через 500-700 мільйонів років після Великого вибуху . Проте, згідно з поточними космологічними моделями, їм просто не вистачило часу, щоб вирости до такого стану відносної зрілості.
Це говорить про те, що ми пропускаємо один або два ключових кроки в нашому розумінні еволюції Всесвіту.
«Ми ніколи не спостерігали галактики такого колосального розміру на такому ранньому етапі після Великого вибуху», — каже астроном Іво Лаббе з Технологічного університету Свінберна в Австралії, який керував міжнародними дослідницькими зусиллями.
«Шість галактик, які ми знайшли, мають вік понад 12 мільярдів років, лише через 500-700 мільйонів років після Великого вибуху, і досягають розмірів, що в 100 мільярдів разів перевищують масу нашого Сонця. Це занадто велике, щоб навіть існувати в сучасних моделях. Це Відкриття може змінити наше розуміння того, як утворилися найдавніші галактики в нашому Всесвіті».
Об’єкти були помічені під час спостережень JWST протягом перших кількох місяців роботи. Потужний космічний телескоп вивчає Всесвіт в інфрачервоному діапазоні, який ідеально підходить для виявлення світла, яке мандрувало мільярди років, щоб досягти нас із раннього Всесвіту, слабке та розтягнуте в інфрачервоні хвилі розширенням простору-часу.
Однією з його головних цілей є зазирнути в цей простір-час далі, ніж будь-який інструмент, який був раніше, і астрономи не гаяли часу, щоб отримати перші спостереження з цією метою.
«Ми вперше зазирнули в дуже ранній Всесвіт і не мали жодного уявлення, що збираємося знайти», — каже астроном Джоел Леджа з Університету штату Пенсільванія. «Виявляється, ми знайшли щось настільки несподіване, що насправді створює проблеми для науки. Це ставить під сумнів всю картину раннього формування галактик».
Згідно з нашими космологічними моделями, самий початок Всесвіту не був таким, як зараз. По-перше, гарячий суп із частинок, який з’явився внаслідок Великого вибуху, мав достатньо охолонути, щоб застигнути в атоми, заповнюючи об’єм простору переважно воднем і гелієм. Саме з цього газу почали формуватися перші зірки та галактики приблизно через 150 мільйонів років після Великого вибуху.
Докази спостережень цього періоду в історії нашого Всесвіту було важко отримати, але хронологія обґрунтовано підтверджена доказами, які ми маємо. І хронологія показує, що приблизно в період між 500 і 700 мільйонами років після Великого вибуху галактики все ще збиралися разом.
Існує ряд причин, чому ці повністю сформовані галактики становлять проблему. Одна з них полягає в тому, що щільність речовини в найбільших сьогоднішніх галактиках значно перевищує оцінки для цього періоду часу. Інша полягає в тому, що щільність нормальної матерії вступає в напругу з кількістю темної матерії в гало цих галактик.
Ці об’єкти настільки важко пояснити в рамках сучасної космології, що дослідницька група була зайнята пошуком помилок у своїй роботі. Поки що дані та їх інтерпретація команди залишаються надійними, що свідчить про те, що одна з двох речей є неправильною: наше розуміння космології або наше розуміння формування галактик у ранньому Всесвіті. У будь-якому випадку результат означатиме суттєвий перегляд.
«Виявлення того, що формування масивних галактик почалося дуже рано в історії Всесвіту, перевертає те, що багато хто з нас вважав усталеним науковим висновком», — пояснює Леджа . «Ми неофіційно називали ці об’єкти «руйнівниками Всесвіту» — і поки що вони виправдовують свою назву».
Цілком можливо, що ці об’єкти насправді не є галактиками, а є чимось іншим. Наприклад, вони можуть бути надмасивними чорними дірами , яких раніше не бачили. Однак навіть тоді кількість маси, зосередженої в одному місці, залишається важко пояснити на такій ранній стадії Всесвіту; і це також може означати перегляд нашого розуміння чорних дір.
Будь-який об’єкт такого роду було б досить складно пояснити. Відкриття шести означає, що серед космічних голубів є сильний кіт. Але потрібне подальше дослідження, щоб переконатися в тому, що ми маємо на увазі.
Наступним кроком буде спроба отримати спектри галактик-кандидатів, які більш детально розкриють їх природу, відстані та розміри, а також, сподіваємося, розкриють дещо про їхній хімічний склад.
«Це початкове відкриття може бути лише початком трансформації того, як ми розуміємо навколишній світ», — каже Лаббе .
