Найдена самая далёкая и древняя галактика

В первый миллиард лет после Большого взрыва происходило активное формирование первых галактик. Учёные нашли одну из первых.

В первый миллиард лет после Большого взрыва происходило активное формирование первых галактик. Учёные нашли одну из первых.
Фото Pixabay.

Красным цветом выделена галактика HD1.

Красным цветом выделена галактика HD1.
Иллюстрация Harikane et al./The Astrophysical Journal, 2022.

В первый миллиард лет после Большого взрыва происходило активное формирование первых галактик. Учёные нашли одну из первых.
Красным цветом выделена галактика HD1.

Международная группа астрономов обнаружила самый далёкий астрономический объект. Им оказалась галактика, которой дали название HD1.

Она находится на расстоянии около 13,5 миллиарда световых лет от Земли и могла появиться всего через 300 миллионов лет после Большого взрыва. И слово "всего" здесь более чем уместно.

Как целая галактика успела сформироваться за столь короткий период времени? Что именно представляет собой эта загадочная и столь далёкая космическая структура? Учёные попытались найти ответы на эти вопросы в ходе нового исследования.

Команда предлагает две версии: HD1 может с поразительной скоростью формировать звёзды и, возможно, даже является домом для звёзд населения III: самого первого поколения звёзд во Вселенной, которые до сих пор никогда не наблюдались.

Альтернативная версия заключается в том, что HD1 может содержать сверхмассивную чёрную дыру, масса которой примерно в 100 миллионов раз превышает массу Солнца.

Ответить на вопросы о природе источника излучения, находящегося настолько далеко, не так-то просто. (А на сегодняшний день эта галактика за счёт расширения Вселенной располагается ещё дальше.)

В конечном итоге от учёных требуется длительная аналитическая работа с постепенным исключением неправдоподобных сценариев.

HD1 очень ярко светится в ультрафиолетовом спектре. Это можно объяснить тем, что там происходят какие-то энергетические процессы. А точнее, происходили очень-очень давно — несколько миллиардов лет назад. То, что излучение HD1 только сейчас добралось до нас, вовсе не означает, что галактика ещё жива.

Красным цветом выделена галактика HD1.

Сначала исследователи предположили, что HD1 — это стандартная галактика со вспышками звездообразования, и светила в ней образуются с высокой скоростью. Но подсчитав, сколько звёзд производит HD1, учёные получили невероятную скорость: HD1 формирует более сотни звёзд ежегодно. Это как минимум в 10 раз больше, чем исследователи ожидали бы от галактики такого рода.

Именно тогда команда начала подозревать, что HD1 формирует… не совсем обычные звёзды.

Учёные предположили, что в HD1 могут формироваться первые звёзды Вселенной, или звёзды населения III. Тогда свойства этой галактики становится проще объяснить.

Дело в том, что самая первая популяция звёзд, сформировавшихся во Вселенной, была массивнее, ярче и горячее, чем современные светила. Это значит, что звёзды населения III способны производить больше УФ-света, чем обычные звёзды, и это могло бы объяснить феноменальную ультрафиолетовую светимость HD1.

Однако исключительную светимость HD1 также может объяснить и сверхмассивная чёрная дыра в её центре. Область вокруг чёрной дыры может излучать фотоны высокой энергии в ходе поглощения дырой огромного количества газа.

Если последнее подтвердится, то это будет самая ранняя сверхмассивная чёрная дыра, известная человечеству. (В этом материале мы подробно рассказывали о первичных чёрных дырах Вселенной.)

HD1 была обнаружена после более чем 1 200 часов наблюдений с помощью телескопов Subaru, VISTA, UK Infrared Telescope и космического телескопа Spitzer

Последующие наблюдения команда провела с использованием комплекса радиотелескопов ALMA, чтобы подтвердить расстояние. К слову, оно на 100 миллионов световых лет больше, чем у GN-z11, текущего рекордсмена по удалённости от нас (и по "близости" к Большому взрыву).

Исследовательская группа планирует вскоре приступить к наблюдениям за HD1 с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба. Если текущие расчёты окажутся верными, HD1 официально станет самой далёкой и древнейшей из когда-либо зарегистрированных галактик.

Те же наблюдения позволят команде лучше изучить природу HD1 и подтвердить, какая из версий верна. А может быть выяснится, что эта удивительная галактика скрывает и какие-то другие секреты.

Исследование международной группы астрономов описано в двух научных работах, принятых к публикации в изданиях The Astrophysical Journal и Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters. В данный момент они доступны в формате препринтов на сайте arXiv.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".

Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим"Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.