Древняя галактика бросила вызов теории космической эволюции

Галактика REBELS-25 сразу после своего открытия привлекла внимание астрономов признаками вращения. Однако, недостаточное разрешение первых наблюдений не позволило подтвердить, является ли она действительно самой удаленной и быстро вращающейся галактикой из когда-либо наблюдаемых. Для уточнения структуры и кинематики этой ранней галактики, исследовательская группа провела повторные наблюдения с помощью ALMA, или Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), которая представляет собой один из самых мощных и чувствительных радиотелескопов в мире. Он расположен на высоте 5000 метров в чилийской пустыне Атакама. Новые наблюдения позволили установить, что газ в REBELS-25 движется как к Земле, так и от нее, демонстрируя явление, известное как доплеровское смещение, говорится в заявлении команды астрономов из Лейденского университета (Нидерланды).

Доплеровский эффект, проявляющийся в виде красного и синего смещения, является ключевым инструментом астрономов для определения скорости движения небесных тел. Когда источник света движется к наблюдателю (в данном случае, к Земле), длина волны излучения сжимается, смещая спектр в сторону синей части электромагнитного спектра – это синее смещение. Наоборот, при удалении источника света от наблюдателя длина волны увеличивается, смещая спектр в красную сторону – это красное смещение. Разница между длинами волн в разных частях галактики и позволяет определить скорость ее вращения. Более того, по величине смещения можно оценить скорость движения как отдельных облаков газа, так и всей галактики в целом.

Высокое разрешение наблюдений ALMA позволило не только подтвердить вращение REBELS-25, но и детально изучить ее характеристики. Установлено, что эта галактика действительно является рекордсменкой, самой удаленной из известных на сегодняшний день галактик, демонстрирующих столь выраженное вращение. Ее возраст оценивается приблизительно в 13,6 миллиардов лет, то есть она появилась всего через 700 миллионов лет после Большого взрыва. Эту эпоху астрономы традиционно характеризуют как период хаотичного формирования галактик, состоящих из небольших, неорганизованных скоплений звезд и газа. Вместо этого, REBELS-25 предстаёт перед нами как удивительно упорядоченная структура с вращающимся диском и намеками на спиральные рукава – черты, свойственные гораздо более поздним, эволюционно развитым галактикам, подобным нашему Млечному Пути.

Это открытие ставит под сомнение наши представления о ранней Вселенной. Согласно общепринятой теории, галактики в этот период были относительно небольшими и нерегулярными, состоящими из хаотически распределенного вещества. Процесс их формирования включал многочисленные столкновения и слияния меньших галактик, что постепенно приводило к образованию больших, структурированных систем с характерными спиральными или эллиптическими формами. Однако REBELS-25 противоречит этой модели. Её упорядоченный вращающийся диск и потенциальные спиральные рукава свидетельствуют о наличии быстрого процесса организации материи, не укладывающегося в рамки принятых теорий.

Закономерно возникает вопрос: как могла образоваться такая сложная структура за столь короткий промежуток времени после Большого взрыва? Возможно, существующие модели недостаточно учитывают влияние темной материи, которая, как предполагается, играет ключевую роль в формировании галактических структур. Темная материя, не взаимодействующая с электромагнитным излучением, не может быть напрямую наблюдаема, но её гравитационное влияние существенно влияет на распределение видимого вещества. Более совершенные модели, учитывающие более точное распределение и взаимодействие темной материи, могут объяснить ускоренную эволюцию REBELS-25.

Другой фактор, который необходимо учитывать, это первоначальные условия Вселенной. Возможно, существовали определенные области с более высокой плотностью материи, что ускорило процесс гравитационного коллапса и формирования галактических структур. Это могло привести к образованию относительно крупных и упорядоченных галактик, таких как REBELS-25, на ранних этапах существования Вселенной. Не исключено также, что REBELS-25 – это редкое исключение, а не типичный представитель галактик того периода.