Самая отдаленная галактика, которую мы когда-либо открывали, могла следовать за Большим взрывом

У астрономов есть два объяснения, почему она до сих пор светит так ярко.

Отредактировано 2023-25-06
Звездная галактика в пастельных тонах на составном снимке ХабблаНа расстоянии 12 миллионов световых лет от нас находится галактика M82 - одна из самых известных звездных галактик, когда-либо запечатленных на снимках, полученных с помощью трех космических телескопов, включая Хаббл. Недавно открытая HD1 (см. ниже) находится более чем в 1000 раз дальше и, вероятно, обладает гораздо большей звездной силой.

В шестом эпизоде сериала "Звездный путь: Следующее поколение" офицер Жан Люк Пикар и его спутник-андроид Дейта оказываются на краю известной вселенной. Когда Пикард осматривает барьер перед "Энтерпрайзом", Дейта заявляет, что они приземлились "там, где еще никто не ступал".

Хотя исследователи еще не совсем добрались до края Вселенной, они сделали еще один шаг вперед, обнаружив галактику, удаленную от нас на 13,5 миллиардов световых лет и названную HD1. В исследовании, опубликованном сегодня в журнале The Astrophysical Journal и в сопроводительной статье в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, астроном Токийского университета Юити Харикане и его коллеги описывают методы открытия и возможные последствия существования HD1. На сегодняшний день это самое далекое космическое тело из всех зарегистрированных.

"Найти HD1 из более чем 700 000 объектов было очень трудной задачей", - сказал Харикане в пресс-релизе. "Красный цвет HD1 удивительно хорошо соответствует ожидаемым характеристикам галактики, находящейся на расстоянии 13,5 миллиардов световых лет от нас, что вызвало у меня легкие мурашки по коже, когда я ее нашел".

Харикане и его команда провели более 1200 часов, получая изображения с помощью телескопа VISTA в Чили, бывшего космического телескопа Спитцер, а также инфракрасного телескопа Великобритании и телескопа Субару на Большом острове Гавайев. Затем они использовали массив приемников радиоволн, также в Чили, для расчета красного смещения - формулы, которая помогает астрономам оценить расстояния, основываясь на том, как свет меняется по мере расширения Вселенной. Данные показали неожиданно яркую ультрафиолетовую сигнатуру HD1, которая, по мнению авторов исследования, обусловлена одной из двух причин.

Увеличенное изображение телескопа далеких галактик и звезд с красной, обозначенной как HD1HD1, объект красного цвета, находится в центре увеличенного изображения телескопа. Харикане и др. (2022)

"Самая первая популяция звезд, сформировавшаяся во Вселенной, была более массивной, более яркой и более горячей, чем современные звезды", - сказал в пресс-релизе Фабио Пакуччи, астроном из Центра астрофизики в Массачусетсе и соавтор исследования. "Если мы предположим, что звезды, образовавшиеся в HD1, являются этими первыми звездами, или звездами популяции III, то их свойства можно объяснить проще. На самом деле, звезды популяции III способны производить больше ультрафиолетового света, чем обычные звезды, что может объяснить экстремальную ультрафиолетовую светимость HD1".

HD1 может содержать звезды, созданные относительно скоро после Большого взрыва, что объясняет высокую интенсивность света, которую зафиксировали исследователи. Если светимость не обусловлена звездами популяции III, она может исходить от черной дыры, которая в 100 миллионов раз массивнее Солнца. Такая гигантская пустота поглощала бы массу достаточно сильно, чтобы генерировать яркий свет. Однако эти гипотезы не объясняют скорость образования звезд в сверхмощной галактике. Судя по всему, HD1 рождает примерно 100 звезд в год, что почти в 10 раз превышает скорость образования звезд в аналогичных галактиках.

Временная шкала изменения длин волн ультрафиолетового излучения во время Большого взрыва и расширения Вселенной на черном фонеВременная шкала показывает самые ранние кандидаты в галактики и историю Вселенной. Харикане и др. (2022), НАСА, EST и P. Oesch/Yale

"Ответить на вопросы о природе источника, находящегося так далеко, может быть непросто", - сказал Пакуччи в пресс-релизе. "Это все равно, что угадывать национальность корабля по флагу, под которым он плавает, находясь далеко на берегу, когда судно находится посреди шторма и густого тумана. Можно разглядеть некоторые цвета и формы флага, но не полностью. В конечном итоге это долгая игра в анализ и исключение неправдоподобных сценариев".

Хотя вокруг HD1 по-прежнему остаются вопросы, такие как более точное расстояние, размер и состав, находки команды расширили карту известной человечеству Вселенной. А при дальнейшем подтверждении они могут углубить наше понимание происхождения Вселенной.

Поправка (7 апреля 2022 года): Из-за ошибки редактирования в заголовке статьи было неверно указано, что HD1 существовала до Большого взрыва. По оценкам, она образовалась через 0,3 миллиарда лет после него.