#ранняя вселенная

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».

Физики из Канады и США впервые смоделировали пролеты так называемых первичных черных дыр — гипотетических объектов, возникших в первые доли секунды после Большого взрыва — через планетные системы. Подобные встречи, как оказалось, способны искажать орбиты экзопланет и в перспективе могут помочь в поиске этих космических «призраков».

С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» астрономы наблюдали в ранней Вселенной галактику-медузу — редкий тип объектов с длинными односторонними «хвостами» из газа и молодых звезд, вытянутые под действием внешнего давления.

Кандидатов в гипотетические темные звезды — светила, питающиеся не термоядерным синтезом, а аннигиляцией частиц темной материи — впервые обнаружили в 2023 году. Тогда астрономы располагали только фотометрическими данными. Авторы нового исследования проанализировали спектры этих объектов и показали, что они согласуются с теоретической моделью темных звезд.

Астрофизики предложили новый механизм формирования сверхмассивных черных дыр в первые эпохи существования Вселенной. Ключевую роль в этом процессе сыграла ультралегкая темная материя, которая генерировала ультрафиолетовое излучение, необходимое для коллапса газовых облаков.

Галактика затухает, когда в ней останавливается формирование новых звезд. Особенно много «мертвых» объектов среди современных массивных галактик. Гипотетически таким гигантам потребовались миллиарды лет, чтобы истратить все свои ресурсы. Тем не менее исследователи находят «мертвые» галактики в молодой Вселенной. И вот ученые открыли самую древнюю потухшую гигантскую галактику — RUBIES-UDS-QG-z7.

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.