Астрономы нашли источник света древнейшей галактики: это звезды, а не черная дыра

Десять лет назад астрономы были убеждены: спустя 300 миллионов лет после Большого взрыва Вселенная представляла собой темную пустошь. Считалось, что первые галактики зародились гораздо позже. Однако в 2024 году космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил в созвездии Печь галактику JADES-GS-ZZ14-0, возраст которой оценили всего в 290 миллионов лет. Это древнейшая из известных на сегодня галактик, и ее размеры оказались неожиданно большими.

Такое открытие поставило ученых перед дилеммой. Существующие модели эволюции галактик не позволяли объяснить появление столь массивных и ярких объектов в столь раннюю эпоху. Чтобы «спасти» теории, часть исследователей выдвинула гипотезу: источником свечения галактики является не звездное население, а аккреционный диск сверхмассивной черной дыры. Ведь падение газа на черную дыру способно давать мощное излучение.

Спектр показал: звезды, а не дыра

Новая работа, опубликованная в журнале Nature, опровергает эту гипотезу. Ученые провели спектроскопический анализ JADES-GS-ZZ14-0 и обнаружили, что падение интенсивности излучения с ростом длины волны происходит достаточно резко. Такое поведение характерно для обычных звезд, подобных тем, что мы видим в Млечном Пути. В окрестностях сверхмассивных черных дыр спектр выглядит иначе.

Кроме того, на звездную природу указывает размер галактики. Ее видимый диск достигает 1700 световых лет в диаметре. Черная дыра просто не в состоянии подсветить столь обширную область. Таким образом, версия о черной дыре как главном источнике света отпала.

Последствия для космологии

Авторы исследования пришли к выводу, что JADES-GS-ZZ14-0 демонстрирует: массивные яркие галактики существовали уже через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Более того, звезды в них начали массово формироваться еще на 100 миллионов лет раньше. Это означает, что количество таких галактик в ранней Вселенной как минимум в десять раз превышает прежние оценки.

Возникает закономерный вопрос: как же звездам удалось образоваться в столь короткий по космическим меркам срок? Современные модели не дают ответа. Часть теоретиков предлагает рассматривать циклическую модель Вселенной, в которой из прошлых циклов остаются плотные шаровые скопления черных дыр, ускоряющие формирование звезд. Однако пока это лишь гипотеза.

Открытие JADES-GS-ZZ14-0 ясно показывает: наши представления об истории Вселенной неполны. Телескоп «Джеймс Уэбб» продолжает поставлять данные, которые заставляют пересматривать фундаментальные космологические модели. Возможно, вскоре нас ждут новые сюрпризы.