Самые ранние галактики, замеченные JWST

JWST обнаружил несколько галактик, которые могут оказаться одними из самых ранних из когда-либо существовавших. Они появились всего через 200 миллионов лет после Большого взрыва. Эти пять галактик расположены на расстоянии примерно 13,6 миллиардов световых лет от Земли, что делает их одними из самых удалённых объектов, когда-либо наблюдаемых человечеством.

Исследование, опубликованное 26 ноября в базе препринтов arXiv, хотя и не прошло ещё экспертную оценку, уже вызвало большой интерес среди астрономов и учёных. Если последующие наблюдения подтвердят результаты, это даст возможность астрономам проверить свои теории о формировании галактик и получить уникальные сведения о том, как материя первично объединялась в космосе.

Согласно стандартной парадигме формирования структур, первичные флуктуации, возникшие в результате Большого взрыва, привели к образованию горячих и холодных пятен в космическом микроволновом фоне (CMB). Эти флуктуации со временем увеличивались и сжимались, формируя первые галактики во время так называемого «космического рассвета», который стал началом эпохи первого света. Исследователи отмечают, что эти ранние галактики оставались вне поля зрения учёных на протяжении нескольких десятилетий, но с появлением JWST ситуация изменилась.

Теория Эйнштейна и гравитация

Альберт Эйнштейн в своей знаменитой теории общей относительности предложил революционное представление о природе гравитации. Согласно этой теории, гравитация — это не просто сила притяжения между объектами, а результат деформации самого пространства-времени под воздействием материи и энергии. Таким образом, искривленное пространство-время диктует траекторию движения объектов, включая свет.

Искривление пространства и линзирование

Свет, проходя через космос, движется по прямым линиям, однако, сталкиваясь с мощными гравитационными полями, такими как те, что создаются массивными галактиками или скоплениями галактик, он может отклоняться и даже усиливаться. Это явление называется гравитационным линзированием. В случае с исследованием ранней Вселенной астрономы воспользовались эффектом гравитационного линзирования, вызванного галактикой Abell S1063, расположенной между наблюдаемой областью и нашей Солнечной системой. Эта галактика действует как линза, фокусирующая свет далеких галактик таким образом, что его становится возможным уловить современными телескопами.

Первые слабые сигналы

JWST был направлен на область искривленного пространства за Abell S1063. Медленно собирая свет, исходящий из-за этой линзы, астрономы смогли достичь пределов возможностей телескопа, зафиксировав первые слабые следы очень ранних галактик. Если эти наблюдения подтвердятся, то обнаруженные галактики окажутся моложе самой ранней подтвержденной галактики JADES-GS-z14-0 примерно на 90 миллионов лет, что сделает их одними из самых первых галактик, которые могли когда-либо образоваться.

То, что все эти ранние галактики были найдены в одном и том же участке неба, наводит на мысль о том, что их может быть намного больше.