29.06.2024, 16:38
Дарья Губина
3,4 тыс

В ранней Вселенной обнаружили неожиданно старые звезды

❋ 5.8

Астрономы изучили три странных ярких объекта из тех времен, когда с Большого взрыва прошло лишь 600-800 миллионов лет. Они думали, что необычное излучение этих объектов объясняется облаками пыли, а оказалось, что это галактики, плотно наполненные старыми звездами.

Снимки трех далеких объектов, оказавшихся древними галактиками, наполненными относительно старыми звездами / © Bingjie Wang/Penn State; JWST/NIRSpec
Снимки трех далеких объектов, оказавшихся древними галактиками, наполненными относительно старыми звездами / © Bingjie Wang/Penn State; JWST/NIRSpec

В окрестностях центра самых массивных галактик современной Вселенной летают звезды возрастом около 13 миллиардов лет. У этих светил наблюдается высокое содержание элементов, которые обычно образуются в очень массивных звездах и вылетают вовне в результате коллапса ядра и возникновения сверхновой. Получается, эти объекты должны были сформироваться в ходе вспышки звездообразования, когда Вселенной было меньше 1,2 миллиарда лет.

Ученым уже удалось найти потенциальных «предков» современных массивных галактик из времен, когда с Большого взрыва прошло 3,3 миллиарда лет. С помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» удалось разглядеть и несколько кандидатов из времен, когда с образования Вселенной прошло лишь 1,2 миллиарда лет. Очевидно, что по крайней мере некоторые из таких скоплений звезд должны были сформироваться еще раньше.

В наблюдениях «Джеймса Уэбба» астрономы выявили несколько компактных, массивных и очень «красных» по излучению галактик из первого миллиарда лет после Большого взрыва. Проблема возникла в интерпретации их красного излучения. Его причиной может быть как популяция довольно старых звезд, которую так ищут ученые, так и межзвездная пыль, активное галактическое ядро или другие эффекты.

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Astrophysical Journal Letters, проанализировали излучение трех таких «красных точек» и попробовали разобраться во всех возможных сценариях и моделях возникновения такого света.

Предметом изучения стали объекты RUBIES-EGS-49140, 55604 и 966323, обнаруженные в спектроскопическом обзоре RUBIES. Мы их видим такими, какими они были, когда с Большого взрыва прошло 600-800 миллионов лет (красное смещение от 6,7 до 8,4).

Изучив интенсивность их излучения на разных длинах волн, ученые пришли к выводу, что, вероятнее всего, это действительно скопления «старых» для такой молодой Вселенной звезд. Возраст светил — несколько сотен миллионов лет.

«Мы не ожидали найти старые звезды в очень молодой Вселенной. Пусть стандартные модели космологии и формирования галактик невероятно успешны, все же эти яркие объекты не так уж хорошо вписываются в принятые теории», — объяснила Бинцзе Ван (Bingjie Wang) из Университета штата Пенсильвания (США), главный автор нового исследования.

Объекты можно «вписать» в принятые космологичесие теории, если предположить очень быстрое и «эффективное» формирование скоплений звезд в первый миллиард лет после Большого взрыва. Суммарная масса звезд в этих скоплениях должна была достигать десятков миллионов солнечных масс.

Более того, в центрах некоторых из изученных объектов ученые нашли признаки наличия массивных черных дыр в сотни, а возможно даже тысячу раз массивнее типичных центральных черных дыр в галактиках аналогичной массы в современной Вселенной. Эти черные дыры представляют проблему: они могут объяснять часть видимого излучения этих объектов. Впрочем, авторы уверены в своем выводе, что основные «виновники» — все же старые звезды.

Наконец, ученых поразил размер систем — всего несколько сотен лет в диаметре. Получается, звезд там примерно столько же, сколько в Млечном Пути, но они располагаются в пространстве, которое в тысячу раз меньше размером. По словам соавтора исследования Джоэля Леджа (Joel Leja), доцента кафедры астрономии и астрофизики Университета штата Пенсильвания (США), если нашу Галактику сжать до таких размеров, то ближайшая к Солнцу звезда была бы почти внутри нашей Солнечной системы. А сверхмассивная черная дыра в центре галактики была бы всего в 26 световых годах от нас. Мы бы видели ее окрестности в виде яркой колонны света на небе.

Звезды в этих галактиках должны были формироваться в условиях, которых нет в современной Вселенной. Через несколько миллиардов лет после Большого взрыва такие объекты перестали появляться. Нам еще предстоит узнать, почему так произошло. Ученые продолжат собирать и анализировать данные «Джеймса Уэбба», чтобы разобраться в истории формирования звезд, скоплений, галактик и сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl (Cmd) + Enter.
Дарья Губина
Автор специализируется на популяризации астрономии и астрофизики. Пишет о строении Вселенной, космологических теориях и новых открытиях, раскрывая суть явлений и идей современного научного знания.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Дзен и в последнюю очередь на VK
Предстоящие мероприятия
17 сентября, 10:59
НИУ ВШЭ

Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.

16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

17 сентября, 14:43
Татьяна Зайцева

Авторы нового масштабного исследования выявили оптимальное количество порций бурого риса, овсянки, гречки и других изделий из цельного зерна в дневном рационе, которое позволяет существенно снизить риск кардиометаболических заболеваний.

16 сентября, 12:12
Александр Березин

Спустя три года после начала испытательных полетов крупнейшую ракету и космический корабль в истории человечества объявили готовыми к первому запуску на орбиту. Причем его планируют сразу десятичасовым и с выводом большой группы спутников Starlink нового поколения. По пропускной способности один этот запуск добавит столько же, сколько десять запусков Falcon 9, современного лидера серийного земного ракетостроения.

16 сентября, 14:29
Татьяна Зайцева

Анализ данных о почти 300 тысячах километров римских дорог, проложенных по территории бывшей империи, показал, что они вовсе не были такими прямыми, как принято считать. Кроме того, выяснилось, что известная поговорка «Все дороги ведут в Рим» тоже не соответствует истине.

17 сентября, 10:59
НИУ ВШЭ

Экономисты НИУ ВШЭ выяснили, что российские сотрудники, которые регулярно пользуются искусственным интеллектом в работе, зарабатывают намного больше тех, кто отказывается от новых инструментов или прибегает к ним время от времени. Среди высококвалифицированных специалистов прибавка достигает 41,8%.

9 сентября, 22:44
Александр Березин

Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?

28 августа, 15:43
Татьяна Зайцева

Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.

19 августа, 18:31
Александр Березин

После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий