Наші уявлення про формування галактик і природу темної матерії можуть бути повністю перевернуті після нових спостережень зоряного скупчення, більшого за Чумацький Шлях, яке існувало понад 11 млрд років тому і яке не повинно було існувати. Зробити цікаве відкриття науковцям допоміг славнозвісний космічний телескоп імені Джеймса Вебба.
Результати досліджень показують, що масивна галактика з раннього Всесвіту, яка спостерігалася 11,5 млрд років тому, має надзвичайно стару популяцію зірок, сформовану набагато раніше – на приблизно 1,5 млрд років раніше. Це спостереження перевертає сучасні моделі, оскільки темна матерія ще не мала накопичитися в достатній концентрації, щоб дати початок їхньому утворенню.
“Ми переслідували цю галактику протягом семи років і годинами спостерігали за нею за допомогою двох найбільших телескопів на Землі, щоб з’ясувати, скільки їй років, – говорять науковці. – Але вона була надто слабкою, і ми не могли її виміряти. Зрештою, нам довелося використати телескоп Вебба, щоб підтвердити її природу”.
Формування галактик є фундаментальною парадигмою, що лежить в основі сучасної астрофізики та пророкує сильне зменшення кількості масивних галактик на початку космічних часів. Але розмір цієї галактики інтригує – попри вік, вона напрочуд масивна і містить мільярди зірок. Також дані показали високу концентрацію важких елементів, що несподівано, оскільки вони зазвичай утворюються в результаті зоряних процесів протягом тривалих періодів часу. Крім того, вчені виявили, що ця галактика пережила швидкий сплеск зореутворення на ранніх стадіях, після чого настав період затишшя.
“Зараз ми виходимо за рамки того, що було можливим для підтвердження найстаріших масивних спокійних монстрів, які існують глибоко у Всесвіті. Це розширює межі нашого нинішнього розуміння того, як формуються та еволюціонують галактики, – говорить доктор Темія Нанаяккара. – Ключове питання зараз полягає в тому, як вони формуються так швидко на дуже ранній стадії розвитку Всесвіту, і які таємничі механізми призводять до того, що вони різко припиняють утворювати зірки, коли решта Всесвіту робить це”.
“Формування галактик значною мірою диктується тим, як концентрується темна матерія, – каже інша учасниця дослідження, пані доцент Клаудія Лагос. – Наявність цих надзвичайно масивних галактик на такому ранньому етапі розвитку Всесвіту створює значні виклики для нашої стандартної моделі космології. Це пов’язано з тим, що ми не думаємо, що такі структури темної матерії, які могли б вмістити ці масивні галактики, встигли сформуватися”.
“Телескоп Вебба знаходить все більше доказів того, що масивні галактики формуються на ранніх стадіях. А цей результат встановлює новий рекорд для цього явища, – говорить провідний автор дослідження, професор Карл Глейзбрук. – Хоча він дуже вражаючий, це лише один об’єкт. Але ми сподіваємося знайти більше, і якщо ми це зробимо, це дійсно порушить наші уявлення про формування галактик”.
Читайте також: