Міжнародна команда дослідників із Yale University описала галактику NGC 1052-DF9, яка, ймовірно, майже не містить темної матерії. Вона стала ще одним елементом у загадковому «ланцюгу» подібних об’єктів, до якого вже входять NGC 1052-DF2 та NGC 1052-DF4. Усі ці галактики мають надзвичайно низьку щільність: вони розтягнуті в просторі, містять відносно мало зір і виглядають майже прозорими на тлі інших космічних об’єктів.

Перші підозри виникли ще після відкриття DF2 у 2018 році. Попри розміри, співставні з Чумацьким Шляхом, вона містила у сотні разів менше зір. Найдивовижніше — швидкість руху цих зір виявилася значно нижчою, ніж очікувалося. Вона повністю пояснювалася звичайною гравітацією, без необхідності залучати додаткову масу темної матерії.

Це відкриття стало серйозним викликом для альтернативної теорії, відомої як Modified Newtonian Dynamics. Вона намагається пояснити поведінку галактик не через існування невидимої матерії, а через зміну законів гравітації на дуже малих прискореннях. Однак у випадку DF2 і подібних об’єктів ця модель не спрацювала: їхня динаміка не потребує жодних «модифікацій» законів Ньютона.

Подальші спостереження, зокрема за допомогою Hubble Space Telescope, підтвердили правильність вимірювань і відстаней до цих галактик. А відкриття нових об’єктів, таких як DF4 і DF9, показало, що це не випадковість, а ціла система, пов’язана спільним походженням.

Щоб пояснити це явище, вчені звернулися до так званого сценарію «Bullet Dwarf» — моделі зіткнення карликових галактик. Згідно з цією гіпотезою, дві багаті на газ галактики можуть зіткнутися на величезній швидкості. У такому процесі темна матерія, яка взаємодіє лише гравітаційно, проходить крізь іншу галактику майже безперешкодно. Натомість звичайна речовина — газ і пил — стикається, гальмується і концентрується.

У результаті такого зіткнення газ відокремлюється від темної матерії, формуючи нові зорі та створюючи витягнуту структуру з кількох галактик. Саме так, за припущенням дослідників, могли утворитися DF2, DF4 і NGC 1052-DF9 — як частини одного «хвоста», що залишився після катастрофічної події.

Цей сценарій має важливе значення для сучасної космології. Він не лише підтверджує, що темна матерія є окремою фізичною субстанцією, яку можна відокремити від звичайної матерії, але й демонструє, наскільки динамічним і «жорстким» може бути процес формування галактик.

Попереду ще багато роботи. Вчені планують дослідити інші галактики в цьому ланцюгу, щоб підтвердити їхню динаміку та походження. Але вже зараз відкриття NGC 1052-DF9 дає потужний аргумент на користь існування темної матерії і водночас показує, що Всесвіт здатен створювати структури у спосіб, який ще донедавна здавався неможливим.

Дослідники з Rutgers University запропонували нову гіпотезу, яка додає важливий елемент до цієї картини. Вони припускають, що ключову роль у зародженні життя могли відіграти падіння метеоритів. Ці події не лише змінювали поверхню планети, а й створювали унікальні умови, де хімічні реакції могли ставати значно складнішими.

Сьогодні вчені вже знають, що життя здатне існувати в екстремальних умовах. Наприклад, на дні океану є гідротермальні джерела — місця, де з тріщин у земній корі виривається гаряча, насичена мінералами вода. Попри високу температуру і повну відсутність світла, там існують живі організми, які отримують енергію не від Сонця, а з хімічних реакцій. Це відкриття змінило уявлення про можливі місця виникнення життя.

Однак нове дослідження показує, що подібні умови могли існувати не лише в океанах. Коли метеорит падає на Землю, він створює кратер і сильно нагріває навколишні породи. Згодом цей кратер може заповнитися водою, утворюючи тепле озеро, багате на мінерали. У такому середовищі виникає система, схожа на гідротермальні джерела, але розташована не в океані, а на поверхні.

Такі місця поєднують три ключові фактори, необхідні для виникнення життя: тепло, воду та хімічні речовини. Тепло прискорює реакції, вода дозволяє молекулам взаємодіяти, а мінерали виступають будівельним матеріалом. У результаті прості молекули поступово об’єднуються в складніші структури, які з часом можуть набути властивостей, подібних до живих клітин.

Вчені вже досліджували давні метеоритні кратери на Землі й виявили, що деякі з них залишалися теплими тисячі років після удару. У таких місцях іноді знаходять навіть сучасні мікроорганізми, що свідчить про здатність подібних середовищ підтримувати життя.

Це відкриває новий погляд на походження життя. Раніше основна увага приділялася глибоководним гідротермальним джерелам, але тепер стає очевидно, що метеоритні кратери могли бути не менш важливими. Ба більше, умови в них могли бути навіть сприятливішими — менш солоні, менш екстремальні, з більш стабільним середовищем для розвитку складних молекул.

Попри це, питання походження життя залишається відкритим. Науковці досі не мають однозначної відповіді, як саме нежива матерія перетворилася на живу. Проте кожне нове дослідження додає важливий фрагмент до цієї мозаїки.

Робота, опублікована в Journal of Marine Science and Engineering, показує, що історія життя на Землі могла початися не в одному місці, а в різних середовищах одночасно. І, можливо, саме випадкові події на кшталт падіння метеоритів стали каталізаторами процесів, які зрештою привели до появи перших живих організмів.

Астрономи відкрили незвичайну землеподібну екзопланету TOI-4616 b, яка може стати ключем до розуміння того, як формуються та зникають атмосфери на інших планетах. Цей світ обертається навколо холодної карликової зорі типу M і вже привернув увагу науковців як своєрідний «еталон» для майбутніх досліджень.

Планета розташована приблизно за 91 світловий рік від Землі та за розмірами лише трохи більша за нашу планету — її радіус становить близько 1,22 земного. Водночас вона робить повний оберт навколо своєї зорі всього за 1,55 доби, що означає надзвичайно близьку орбіту та сильний вплив випромінювання.

Її зоря — типовий представник класу M-карлики, які є найпоширенішими у нашій галактиці. Саме біля таких зірок часто знаходять кам’янисті планети, однак їхні умови значно суворіші, ніж у Сонячній системі. Через близькість до зорі подібні світи зазнають інтенсивного випромінювання та спалахів, які можуть буквально «здувати» їхню атмосферу.

Саме ця особливість робить TOI-4616 b настільки цікавою. Вчені вважають, що вона перебуває в стані активної втрати атмосфери або вже втратила її значну частину. Це дозволяє дослідникам перевіряти моделі того, як атмосфери формуються, еволюціонують і зникають під впливом екстремальних умов.

Попри агресивне середовище, існують сценарії, за яких планета могла зберегти або навіть повторно сформувати атмосферу. Наприклад, щільні атмосфери з домінуванням вуглекислого газу можуть краще протистояти втратам. Крім того, вулканічна активність здатна «відновлювати» атмосферу, вивільняючи гази з надр планети, а сильне магнітне поле може частково захищати її від зоряного випромінювання.

Важливо й те, що система TOI-4616 добре вивчена. Спостереження за нею ведуться вже десятиліттями — архівні дані сягають середини ХХ століття. Завдяки цьому астрономи мають точні параметри зорі та стабільні вимірювання проходження планети перед її диском. Такі умови роблять систему ідеальною для порівняльних досліджень.

Відкриття стало можливим завдяки космічному телескопу TESS, який спеціалізується на пошуку транзитних екзопланет. Надалі TOI-4616 b може стати важливою ціллю для детальніших спостережень, зокрема за допомогою James Webb Space Telescope, здатного аналізувати склад атмосфер далеких світів.

На сьогодні відкрито вже понад 6000 екзопланет, але саме такі об’єкти, як TOI-4616 b, допомагають перейти від простого відкриття до глибокого розуміння. Вони дозволяють перевіряти теорії про будову планет, їхню еволюцію та можливість існування атмосфер у найекстремальніших умовах.

У підсумку, хоча ця планета навряд чи придатна для життя, вона може стати одним із найважливіших «лабораторних майданчиків» у космосі — місцем, де вчені зможуть перевірити, як саме формуються і зникають світи у Всесвіті.

Новий знімок зробив командир корабля Грегорі Рід Вайсмен. На яку техніку його знято, не уточнюється, але оригінал, розміщений на сайті NASA, має роздільну здатність 5568 × 3712 пікселів.

Нове фото цікаве ще й тим, що на ньому видно тонкий шар атмосфери, який захищає нашу планету й уможливлює життя на ній. Крім того, тут можна побачити полярні сяйва — причому над обома полюсами.

Вважається, що перші зірки складалися майже виключно з водню і гелію, без домішок важчих елементів. Вони були надзвичайно великими і неймовірно гарячими: у сотні разів масивніші за Сонце і на десятки тисяч градусів гарячіші за нього.

Більшість цих зірок, відомих як зірки населення III, існували відносно недовго і завершували своє життя вибухами. Оскільки це відбувалося на зорі існування Всесвіту, досі не вдавалося з повною впевненістю виявити галактику з зірками населення III.

Галактика в ранньому Всесвіті

Тепер такі ознаки — і доволі переконливі — виявлено біля галактики Геба, яка існувала приблизно через 400 мільйонів років після Великого вибуху. Дослідження підготовлене до публікації в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society і доступне як препринт на платформі arXiv.

У цій галактиці не виявлено елементів важчих за водень і гелій, а її світло концентрується поблизу характерної частоти, що відповідає іонізованому гелію. Такий ефект можуть створювати лише надзвичайно гарячі світила — саме такі, якими, за теорією, є зірки населення III.

«Наскільки можна судити, зірки населення III виглядають найбільш правдоподібним поясненням. Усі інші версії виглядають значно менш переконливими», — каже професор Роберто Майоліно з Кембриджського університету, який керував дослідженням.

Його команда вперше зафіксувала галактику ще у 2024 році за допомогою James Webb Space Telescope. Тоді спектр показав наявність лінії іонізованого гелію, що могло вказувати на перші зірки. Однак залишалися сумніви: чи належить ця лінія саме галактиці, і чи не містять її зірки важчих елементів.

Після додаткових спостережень тим самим телескопом дослідники виявили ще одну спектральну лінію — вже від іонізованого водню — з того ж джерела. Це підтвердило, що сигнал гелію справжній.

«Я витратила багато часу, ретельно перевіряючи дані, щоб переконатися в надійності результатів, — розповідає астрофізик Ханна Юблер із Мюнхенського університету Людвіга-Максіміліана. — І коли стало зрозуміло, що ми бачимо цей сигнал і не фіксуємо інших ліній, це було вражаюче. Є водень, є гелій — усе вказує на зірки населення III».

Висновки поки не остаточні

Попри переконливість результатів, вони ще не є остаточними. За словами космолога Деніела Уейлена з Портсмутського університету, точність вимірювань поки недостатня, щоб повністю виключити наявність важчих елементів. Якщо такі елементи будуть виявлені, це означатиме, що перед нами вже більш пізні зірки населення II.

Крім того, існування галактики, настільки щільно заповненої зірками населення III, складно пояснити сучасними космологічними моделями. Згідно з ними, перші зорі зазвичай формувалися в ізольованих і розріджених регіонах.

«Йдеться не лише про те, щоб першими знайти ці зірки. Уже зараз ми отримуємо нові знання про ранній Всесвіт», — підсумовує Майоліно.

Якщо відкриття підтвердиться, галактика Геба може стати унікальним вікном у минуле і допоможе краще зрозуміти, як формувалися перші зорі та як еволюціонував Всесвіт. Згідно з іншими дослідженнями, більшість перших зірок були приблизно у 10–100 разів масивніші за Сонце, тоді як менш масивні об’єкти траплялися значно рідше.