Ученые раскрыли интригующую историю роста галактик, в которой фигурируют таинственные «красные монстры», раскрывающие новые секреты молодой Вселенной.

Об этом рассказывают OstanniPodii.com со ссылкой на Женевский университет (UNIGE).

Международная команда экспертов открыла три сверхмассивные галактики - каждая из которых почти такая же большая, как наша галактика Млечный Путь, - которые возникли в течение первого миллиарда лет после Большого взрыва.

Это открытие удивило ученых, поскольку бросает вызов господствующей теории формирования галактик. Согласно современным моделям, галактики должны медленно расти в больших ореолах темной материи.

Эти гало, которые являются невидимыми структурами, притягивают к себе газ, который со временем образует звезды. Традиционно ученые считали, что лишь около 20% этого газа превращается в звезды в этих галактиках.

Однако результаты нового исследования, опубликованного в журнале Nature, показывают, что эти ранние массивные галактики были чрезвычайно эффективными в создании звезд. Они продуцировали звезды гораздо быстрее и в большем количестве, чем ожидалось, растут с необычайной скоростью по сравнению с галактиками, образовавшимися позже.

Такая неожиданная эффективность свидетельствует о том, что ранние галактики росли способами, которые ученые ранее не рассматривали, и побуждает к переосмыслению теорий формирования галактик.

Удивительное открытие стало возможным благодаря программе FRESCO с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST). Преимущество этой программы заключается в ее самом современном инструменте - спектрографе NIRCam/grism, который позволяет точно измерять расстояние и звездные массы галактик.

Благодаря превосходным возможностям JWST астрономы смогли систематически изучать галактики далекой и ранней Вселенной, в том числе массивные галактики и галактики, скрытые за пылью.

Изучая галактики в исследовании FRESCO, большинство галактик соответствовали имеющимся моделям. Однако команда нашла три галактики, которые оказались удивительно массивными.

Из-за высокого содержания пыли, которая придает им уникальный красный цвет на изображениях JWST, эти гигантские галактики теперь известны как «красные монстры».

Доктор Мэнгюань Сяо, ведущий автор исследования, является постдокторантом на кафедре астрономии факультета естественных наук UNIGE. Для изучения красных монстров он объединил усилия с доктором Дэвидом Эльбазом, директором по исследованиям CEA Paris-Saclay.

«Наши выводы меняют наше понимание формирования галактик в ранней Вселенной», - отметил д-р Сяо.

«Массивные свойства этих красных монстров вряд ли были определены до JWST, поскольку они оптически невидимы из-за ослабления пыли», - сказал д-р Эльбаз.

Используя телескоп Вебба, исследователи разработали инновационную программу, которая позволяет систематически анализировать полную выборку галактик с эмиссионными линиями в течение первого миллиарда лет космической истории. Эта программа позволила команде достичь точных оценок расстояний и надежных измерений звездной массы для полной выборки галактик.

Паскаль Оеш является доцентом кафедры астрономии в UNIGE и главным исследователем программы наблюдений.

«Наши результаты подчеркивают большую мощность спектроскопии NIRCam/grism», - отметил Оеш. «Инструмент на борту космического телескопа позволяет нам обнаруживать и изучать рост галактик с течением времени, а также получать более четкое представление о том, как накапливается звездная масса в течение космической истории».

Открытие этих массивных галактик бросает вызов господствующим представлениям о том, как формируются галактики.

Результаты исследования подчеркивают наличие неожиданно большого количества крупных галактик - «слишком много, слишком массивных» галактик - на очень раннем этапе истории Вселенной.

Это свидетельствует о том, что существующие модели могут не учитывать определенные процессы или факторы, которые позволили некоторым галактикам быстро расти сразу после Большого взрыва.

Чтобы лучше понять эти гигантские галактики, ученые будут продолжать наблюдать за ними с помощью мощных инструментов, таких как JWST и ALMA (Атакамская большая миллиметровая решетка).

Эти инструменты могут предложить более детальный обзор и помочь найти больше этих сверхмассивных галактик, углубить наше понимание формирования галактик в ранней Вселенной и, возможно, пересмотреть модели космической эволюции.

Будущие исследования обещают ответить на давние вопросы о содержании темной материи во Вселенной, процессах звездообразования и динамическом поведении галактик в космических временных масштабах.

Открытия, сделанные на JWST, внесли значительный вклад в наше понимание космического происхождения, в частности, предлагая новые взгляды на раннюю вселенную.

«Эти результаты указывают на то, что галактики в ранней Вселенной могли формировать звезды с неожиданной эффективностью», - говорит д-р Сяо. «Когда мы будем изучать эти галактики глубже, они дадут нам новое понимание условий, которые формировали ранние эпохи Вселенной. Красные монстры - это лишь начало новой эры в нашем исследовании ранней Вселенной».