Подтверждение теории Большого взрыва: астрономы впервые обнаружили "нетронутую" галактику

Ученые, используя данные из космического телескопа Джеймса Вебба (JWST), открыли AMORE6 — галактику , почти полностью лишенную тяжелых элементов. Ее существование является весомым подтверждением ключевых предсказаний модели Большого взрыва, ведь, по теории, первые галактики должны состоять только из самых легких элементов.

Об этом пишет SciTechDaily.

Теория «девственных» галактик

Наше знание о Вселенной начинается с Большого взрыва – момента, когда началось космическое расширение. Во время этого события, которое получило название нуклеосинтез Большого взрыва , образовались только самые легкие элементы: водород, гелий и незначительное количество лития. Более тяжелые элементы, которые астрофизики называют металлами , были созданы позже в ядрах звезд, живших и умерших после этой первой эпохи.

Первое поколение звезд, известное как звезды Популяции III , были первыми, кто создал эти более тяжелые элементы путем звездного нуклеосинтеза . Эти звезды сами не содержали металлов или имели их в очень малых количествах, и их жизненные циклы обогатили Вселенную первыми металлами. Поскольку звезды рождаются в галактиках, а не изолированно, должны существовать также галактики Популяции III, звездное население которых не содержало металлов вообще.

Несмотря на значительный прогресс в понимании космической истории, остаются значительные пробелы. Одной из важнейших недостающих частей головоломки являются доказательства существования этих галактик Популяции III. Теория предполагает, что некоторые ранние галактики, наблюдаемые с высоким красным смещением , должны демонстрировать нулевую металличность. Подтверждение их существования оказало решающую поддержку для текущей космологической концепции.

Удивительные данные из телескопа Вебба

JWST уже изменил ожидания, обнаружив массивные, хорошо развитые галактики гораздо раньше в космической истории, чем предполагали модели. Эти открытия заставили астрономов пересмотреть, как быстро формировались и эволюционировали галактики. Однако даже с его прекрасными возможностями JWST до сих пор не идентифицировал галактику с нулевой металличностью. Хотя он наблюдал галактики, появившиеся лишь спустя несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, ни одна из них не продемонстрировала полного отсутствия металлов, предусмотренного для подлинных систем Популяции III.

Кислород играет немаловажную роль в этом поиске. Согласно космологическим моделям, самые ранние галактики должны содержать только водород и гелий, без кислорода или других тяжелых элементов. Астрономы используют линию излучения OIII в спектроскопии для изучения галактик, которая обнаруживает текущее звездообразование и особенно эффективна для исследования очень удаленных систем с высоким красным смещением.

«Существование галактик без таких элементов, как кислород, образовавшихся в результате звездообразования после нуклеосинтеза Большого взрыва, является ключевым предсказанием космологической модели. Однако до сих пор не была идентифицирована ни одна «чистая» галактика Популяции III с нулевой металличностью», — пишут исследователи.

Подтверждение модели Большого взрыва

Новое исследование, представленное в Nature, сообщает о возможном открытии галактики, отвечающей критериям первичной. Исследователи обнаружили ее с красным смещением z = 5.725 , что означает, что ее свет был излучен, когда Вселенной было всего от 900 миллионов до 1 миллиарда лет. Она получила название AMORE6 и была обнаружена с помощью гравитационного линзирования. Этот эффект усилил и продублировал изображение галактики, что сделало ее более легкой для наблюдения.

Телескоп JWST зафиксировал излучение Hβ , используемое в астрономии для измерения галактик, но не обнаружил ни одного кислорода. Это означает, что ее металличность очень низка.

«Отсутствие [излучения OIII – ред.] сразу указывает на то, что AMORE6 имеет очень низкую металличность, почти первоначальную межзвездную среду», — объясняют авторы исследования.

Галактика также имеет небольшую звездную массу и очень компактную морфологию. Эти свойства соответствуют массивному звездообразованию в первоначальной или почти первоначальной среде. Однако несколько удивляет, что такой яркий пример первичной среды звездообразования был найден почти через миллиард лет после Большого взрыва, в то время как другие полностью сформированные галактики были обнаружены гораздо раньше.

«Обнаружение такого примера на относительно позднем этапе космической истории удивительно. Однако независимо от космической эпохи идентификация потенциально первобытного объекта является ключевым подтверждением модели Большого взрыва», — заявили исследователи.

Сборная Украины по футболу / © Associated Press Дисоргазмия / © Credits Сборная Украины против Франции / © Associated Press Ирина Билык