#ранняя вселенная

За плотными облаками пыли и газа в молодой Вселенной скрываются накапливающие массу будущие сверхмассивные черные дыры. Выявить их за такой завесой непросто, но ученые нашли новый способ — по нагреву окружающего вещества. Им впервые удалось разглядеть структуру молекулярного газа в окрестностях древней черной дыры.

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» наблюдает в ранней Вселенной настолько массивные и яркие для своего молодого возраста галактики, что факт их существования оказалось сложно объяснить. В недавнем исследовании астрофизики высказали подозрение, что ультрафиолетовое излучение в этих галактиках порождают первичные черные дыры — гипотетические объекты, которые могли возникнуть вскоре после Большого взрыва.

В ближайших окрестностях Млечного Пути наблюдают объекты, которые помогли «перенестись» на 13 миллиардов лет назад: звезды, состоящие почти из одних только водорода и гелия. Именно такими были первые звезды, возникшие после Большого взрыва. Их исследование — шанс разобраться, как устроены галактики, которые с помощью обсерватории «Джеймс Уэбб» удается наблюдать в молодой Вселенной.

Дисковые галактики возникали уже в первые миллиарды лет после рождения Вселенной. По сравнению с теми, что появились позже, их размеры небольшие. Эффективный радиус составляет три килопарсек, а звездная масса — сотни миллиардов солнечных. Эти данные соответствуют моделям образования, однако новые наблюдения могут потребовать пересмотра расчетов: астрономы обнаружили неожиданно крупный объект на заре зарождения звезд и галактик.

С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» астрономы наблюдали 263 спиральные галактики в ранней Вселенной и обнаружили, что большинство из них вращались в одном направлении. Открытие противоречит общепринятым представлениям о структуре и эволюции Вселенной и может указывать на необходимость пересмотра измерений расстояний в космосе.

Открытые в 2024 году уникальные объекты LRD (Little Red Dots) особенно распространены на самых дальних «окраинах» Вселенной — там, где все выглядит таким, каким было в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва. Ученые подозревают, что это активные ядра галактик. В то же время они необычно тусклые. Недавно астрофизик предложил объяснение: вероятно, эти молодые галактики затеняет окружающая их плотная газовая среда.

Одни из самых ярких объектов во Вселенной — квазары — представляют собой очень яркие ядра далеких галактик, чье излучение исходит из окрестностей сверхмассивных черных дыр. Недавно астрономы сообщили об обнаружении необычного «переменчивого» квазара, который они увидели таким, каким он был более 13 миллиардов лет назад. Яркость объекта под названием J1429+5447 увеличилась более чем в два раза всего за 110 дней. Открытие, сделанное с помощью орбитальных обсерваторий NuSTAR и Chandra, позволяет разгадать тайны эпохи реионизации Вселенной.

До недавнего времени считалось, что в первые сотни миллионов лет Вселенная была «пуста и безвидна»: в темном пространстве еще не было звезд, не то что их планет. Постепенно картина меняется, а новое исследование показало, что уже в первые пару сотен миллионов лет после Большого взрыва начали возникать первые планеты. Это серьезно отодвигает дату возможного возникновения жизни в прошлое.

Обнаружив самую удаленную от Земли (на сегодняшний день) гигантскую спиральную галактику, международная команда астрономов назвала ее в честь божества китайской мифологии: Чжулун (или Дракон со свечой), согласно Книге гор и морей освещает мрак. Увидеть космического «дракона» в момент, когда возраст Вселенной составлял около миллиарда лет, удалось с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб». Открытие указывает на ускоренную эволюцию массивных структур в юной Вселенной.

Протоскопление Паутина — это своеобразная «детская площадка» для молодых галактик, которые стремительно наращивают свой звездный состав. Ранее астрономы полагали, что важную роль в звездообразовании играют сверхмассивные черные дыры в центрах галактик. Теперь данные наблюдений, полученные с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» и наземного телескопа Subaru показали, что активность сверхмассивных черных дыр могла остановить формировании новых звезд и замедлить рост галактик.

На ранних этапах эволюции Вселенной ее обитателями были преимущественно «комковатые» и турбулентные галактики, а вот спиральные диски в столь раннюю эпоху практически не встречались. Однако с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» астрономы впервые наблюдали гигантскую спиральную галактику с двумя четко выраженными рукавами — такой, какой она была всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва.

Звезды в ранней Вселенной содержали мало тяжелых элементов, препятствуя формированию планет: в условиях низкой металличности протопланетные диски рассеивались, не успевая образовывать тела размером с Юпитер и больше. Однако данные наблюдений, полученные с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», показали, что даже в таких условиях на заре Вселенной формировались гигантские планеты.

Впервые астрономы изучили молодую формирующуюся галактику небольшой массы всего через 615 миллионов лет после Большого взрыва. Примерно такой же массы был когда-то Млечный Путь. Благодаря гравитационному линзированию даже удалось разглядеть в юной галактике скопления звезд.

До недавнего времени ученые не могли точно сказать, как именно в ранней Вселенной образовались гигантские эллиптические галактики, звездные «ядра» которых внешне напоминают выпуклые шарообразные структуры. Теперь данные наблюдений, полученные с помощью радиотелескопа ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), предоставили важную информацию об их формировании — результаты исследования могут стать недостающим фрагментом астрофизической головоломки.

Одни из самых ярких объектов во Вселенной — квазары — представляют собой активные ядра галактик, питаемые центральными сверхмассивными черными дырами. Электромагнитное излучение, испускаемое этими объектами, позволяет астрономам изучать структуру Вселенной на ранних этапах ее развития, однако мощный радиоджет, исходящий от недавно обнаруженного экстремально яркого квазара J1601+3102, ставит под сомнение существующие представления о «космической заре».

Одно из крупнейших скоплений галактик — протоскопление Паутина — астрономы видят таким, каким оно было более 10 миллиардов лет назад. Сформировался этот загадочный объект, богатый космическими обитателями, в сравнительно ранней Вселенной — когда ее возраст составлял примерно три миллиарда лет. Хотя Паутина считается хорошо изученным скоплением, недавно сразу две исследовательские группы обнаружили в нем более 40 новых галактик.

С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» международная команда астрономов наблюдала галактику, сформировавшуюся всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. В центре этой древней структуры расположилась «прожорливая» черная дыра малой массы под названием LID-568, которая поглощала материю со скоростью, в 40 раз превышающей возможные теоретические пределы.

С помощью орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб» группа астрономов обнаружила необычную галактику под названием GS-NDG-9422, газ которой светится ярче, чем звезды. Эта уникальная и ранее не наблюдаемая особенность бросает вызов современным моделям звездообразования.

Изучив изображения, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл», астрофизики из Стокгольмского университета (Швеция) пришли к выводу, что количество сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной значительно больше, чем предсказывали предыдущие модели.

Группа ученых из Массачусетского технологического института (MIT) нашла возможное объяснение напряжению Хаббла, а также многочисленным ярким галактикам, которые образовались в молодой Вселенной. Результаты нового исследования показали, что недостающим фрагментом космической головоломки может быть ранняя темная энергия.