#ранняя вселенная

Сближение двух сверхмассивных черных дыр, начавшееся всего через миллиард лет после Большого взрыва, может объяснить загадочный избыток гравитационных волн во Вселенной. К такому выводу ученые пришли, подтвердив существование редчайшей пары квазаров и показав, что слияния гигантских галактик в ранней Вселенной происходили гораздо чаще, чем считалось.

На окраинах Млечного Пути могут скрываться сотни «невидимых» галактик — спутников. К такому выводу астрофизики пришли, смоделировав рождение самых тусклых карликовых систем во Вселенной. Теперь ученые смогут понять, сколько на самом деле галактик окружают Млечный Путь, а также проверить теории о темной материи и первых этапах космической истории.

Эволюция галактик оказалась сложнее, чем считалось: новая серия космологических симуляций впервые воспроизводит их рождение почти без упрощений. Такие модели позволяют не только объяснять наблюдения, но и предсказывать ранее неизвестные свойства Вселенной.

Гигантские облака водорода вокруг далеких галактик — не космическое исключение, как считалось раньше, а обычное явление во Вселенной. Почти половина из них окружена огромными светящимися «туманностями», которые раньше ускользали от наблюдений. Эти структуры помогают понять, как галактики растут и образуют звезды, формируя гигантскую сеть вещества на просторах Вселенной.

Астрономы обнаружили, что ранние протогалактики похожи на центральную область Млечного Пути: много газа и пыли, но нет сильного разрушающего излучения. В этих благоприятных условиях могли формироваться первые во Вселенной крупные органические молекулы — гораздо раньше, чем принято считать.

Спустя менее миллиарда лет после Большого взрыва сверхмассивные черные дыры разрушали звезды значительно чаще, чем сегодня. Новая компьютерная модель показала, что 12-13 миллиардов лет назад частота таких катастрофических событий была в десятки-сотни раз выше современной, а следы «поедания» светил можно искать в ярких вспышках и гравитационных волнах.

В ранней Вселенной обнаружили целый класс «скрытых» галактик, активно образующих звезды, но почти невидимых в оптическом диапазоне. Теперь с помощью радиотелескопа ALMA и космической обсерватории «Джеймс Уэбб» астрономы впервые статистически подтвердили существование целой популяции слабых пылевых галактик в эпоху, когда Вселенной было меньше миллиарда лет.

Стандартная космологическая модель десятилетиями успешно описывала расширение Вселенной. Однако данные наблюдений DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) могут внести в нее неожиданные изменения: автор нового исследования показал, что со временем темная энергия может эволюционировать. Этот результат, вероятно, зависит от эффектов калибровки и добавляет аргумент в пользу дискуссии о возможном расширении модели.

Изучив «тихие» сверхмассивные черные дыры в ближайших галактиках с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», астрономы выяснили, что даже при слабой активности они нагревают и перераспределяют окружающий газ, тем самым меняя условия звездообразования. Новые данные подкрепляют идею о том, что малоактивные черные дыры — скрытые архитекторы галактик.

Целый ряд открытых ими галактик должен был возникнуть всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва, что само по себе непросто согласовать с общепринятой физикой. Но одна из них по возрасту формально выглядит или ровесником Большого взрыва, или даже старше него. Если этот возраст подтвердится, Стандартная космологическая модель потеряет статус стандартной.

Астрофизики построили модель, согласно которой «маленькие красные точки», загадочные плотные объекты в ранней Вселенной, — это черные дыры, возникшие сразу из газовых облаков и миновавшие длительную стадию звездной эволюции. Именно сценарий прямого коллапса объяснил аномально высокую массу небесных тел и отсутствие у них рентгеновского излучения.

В узле «космической паутины» MQN01, который астрономы видят таким, каким он был примерно 11 миллиардов лет назад, обнаружили массивную галактику, окруженную облаком холодного газа, но практически не формирующую звезды. Открытие ставит под вопрос устоявшиеся представления о формировании и эволюции галактик в ранней Вселенной.

В 2023 году земные детекторы зарегистрировали нейтрино чрезвычайно высокой энергии — настолько большой, что теоретически оно просто не могло ее иметь. Чтобы обосновать параметры этой частицы, группа физиков предположила, что она происходит из черной дыры, взорвавшейся в ранний период истории Вселенной.

Астрономы разработали детальную карту распределения массы на участке неба COSMOS-Web. На ней показана гипотетическая темная материя, составляющая примерно 85% всей материи во Вселенной и ответственная за формирование галактик и крупных космических структур. Таким образом, ученые смогли рассмотреть «скелет» космической паутины и показать, как темная и обычная материя формируют Вселенную.

Наблюдая за древней галактикой с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», астрономы обнаружили, что она начала медленно угасать вскоре после своего формирования. Открытие позволяет понять, как именно в звездных системах прекращается процесс звездообразования. Ключевую роль тут сыграл повышенный выброс газа в окружающее галактику пространство.

Астрономы впервые зафиксировали сверхновую, вспыхнувшую всего через 730 миллионов лет после Большого взрыва. Анализ данных, полученных с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», показал, что звезды в ранней Вселенной умирали так же, как современные — процессы их эволюции почти не изменились за последние 13 миллиардов лет.

Среди самых интригующих открытий космического телескопа «‎Джеймс Уэбб» — компактные объекты, получившие название «маленькие красные точки». Их видели только в самых дальних уголках Вселенной. Большинство возникло в первый миллиард лет после Большого взрыва, и ученые предполагали, что такие источники представляют собой небольшие компактные галактики. Однако международная команда астрономов пришла к иному выводу. Они предположили, что на самом деле «маленькие красные точки» — черные дыры, окруженные массивной газовой оболочкой.

Наблюдая за галактикой CANUCS-LRD-z8.6 с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», астрономы обнаружили в ее центре сверхмассивную черную дыру. Хотя она существовала всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва, ее масса оказалась рекордной для столь ранней эпохи.

До сих пор считалось, что сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной росли за счет бесконтрольного поглощения вещества. Однако, смоделировав условия, царившие в космосе вскоре после Большого взрыва, астрофизики выяснили, что этот процесс проходил в два разных этапа.

Анализ спектра далекой галактики ADFS-KMTDOG-102, ранее изученной с помощью телескопа «Джемини-Юг», показал, что «маленькие красные точки» (Little Red Dots, LRDs) — крошечные и скрытые в пыли галактики — могут оказаться предшественниками так называемых голубых запыленных галактик (Blue Dust-Obscured Galaxies, BlueDOGs), которые возникли в эпоху «космического полудня».