Галактика, яка світиться в Космічний Ранок, всього через 300 мільйонів років після Великого Вибуху, нещодавно була виявлена, і вона приховує дещо, що не повинно було там бути.
Як показують нові спостереження, JADES-GS-z14-0 багата на кисень — і це абсолютно вражаюча новина, оскільки вчені вважали, що елементи важчі за водень та гелій з’являться в значних кількостях набагато пізніше.
Це ще одне підтвердження того, що ранній Всесвіт розвивався набагато швидше, ніж ми могли собі уявити.
«Це схоже на те, як знайти підлітка там, де ми очікували лише немовлят», — каже космолог Сандер Шоус з Лейденської обсерваторії в Нідерландах.
«Результати показують, що галактика утворилася дуже швидко і також швидко старіє, що додає до зростаючої кількості доказів того, що утворення галактик відбувається набагато швидше, ніж було передбачено.»
Саме існування JADES-GS-z14-0 вже є проблемним для наших космологічних моделей, оскільки ми вважаємо, що галактикам потрібно багато часу для зростання. Щоб бути виявленою нашими телескопами на відстані більше 13,4 мільярдів світлових років, галактика повинна бути досить великою та яскравою — занадто великою та яскравою, щоб це можна було легко пояснити.
Інша річ, що для зростання потрібен час, це елементи важчі за водень та гелій. Коли Всесвіт вперше виник у Великому Вибуху, перші елементи, які сформувалися, це були водень та гелій.
Перегрупування цього середовища призвело до формування перших зірок. Газ стискався під дією гравітації; додатковий газ живив зростання, поки ядро не стало достатньо гарячим і густим для запуску злиття водневих атомів у важчі елементи.
Саме через процес злиття в серці зірок виник кисень, і ось де спіймана несподіванка. Зірка повинна прожити своє життя і померти в суперновій, щоб ці злиті елементи розсіялися в космос.
Це може статися за відносно короткий час; тривалість життя найбільш масивних зірок може бути менше 10 мільйонів років.
Але коли команда астрономів зробила вимірювання галактики за допомогою потужного Атакамського великомасштабного міліметрового/субміліметрового масиву в Чилі, кількість елементів важчих за водень та гелій в JADES-GS-z14-0 виявилася в 10 разів вищою, ніж передбачалося. Це свідчить про те, що швидкість їхнього виробництва перевищує навіть найсміливіші очікування.
«Я був приголомшений несподіваними результатами, оскільки вони відкрили новий погляд на перші етапи еволюції галактик», — каже астрофізик Стефано Карняні з Нормальної школи в Італії.
«Докази того, що галактика вже дозріла в дитячому Всесвіті, ставлять питання про те, коли і як утворювалися галактики.»
Оскільки простір розширюється, світло, яке випромінюється від далеких галактик, витягується в червоні довжини хвиль через ефект Доплера. JWST — найпотужніший інфрачервоний космічний телескоп, створений для виявлення цих червонозсунених об’єктів.
З моменту свого запуску астрономи виявили ще більше великих галактик набагато раніше, ніж ми очікували побачити, що змінює уявлення про те, як ранній Всесвіт еволюціонував в перші мільярди років після Великого Вибуху.
Це останнє відкриття кисню в JADES-GS-z14-0 — ще один фрагмент головоломки, що вказує на те, що галактики зростали та розвивалися набагато швидше, ніж ми думали в ранньому Всесвіті.
Тепер нам лише потрібно зрозуміти, як це швидке зростання змінює космологічну хронологію і які інші припущення щодо раннього Всесвіту слід переглянути.