Астрономи припускають, що в ранньому Всесвіті утворилося більше галактик, ніж вважалося раніше

Команда астрономів на чолі з Хаодзин Яном з Університету Міссурі використала ранні спостереження космічного телескопа Джеймса Вебба (JWST) НАСА та виявила 87 галактик, які можуть бути найдавнішими відомими галактиками у Всесвіті. За словами Яна, провідного автора та доцента кафедри фізики та астрономії MU, це відкриття наближає астрономів до визначення появи галактик у Всесвіті через 200-400 мільйонів років після Великого вибуху.

«Виявлення такої великої кількості галактик у ранніх частинах Всесвіту свідчить про те, що нам, можливо, доведеться переглянути наше попереднє розуміння формування галактик», — сказав Ян. «Наше відкриття дає нам першу ознаку того, що багато галактик могли утворитися у Всесвіті набагато раніше, ніж вважалося раніше».

У дослідженні астрономи шукали потенційні галактики з «дуже високим червоним зміщенням». Ян сказав, що концепція червоного зсуву в астрономії дозволяє астрономам вимірювати, наскільки далеко знаходяться віддалені об’єкти у Всесвіті, як-от галактики, дивлячись на те, як змінюються кольори у хвилях світла, які вони випромінюють.

«Якщо джерело випромінювання світла рухається до нас, світло «стискається», і ця менша довжина хвилі представлена ​​синім світлом або синім зсувом», — сказав Ян. «Але якщо це джерело [світла] віддаляється від нас, світло, яке воно виробляє, «розтягується» і змінюється на більшу довжину хвилі, яка представлена ​​червоним світлом або червоним зміщенням».

Ян сказав, що відкриття Едвіна Хаббла в кінці 1920-х років про те, що наш Всесвіт постійно розширюється, є ключовим для розуміння того, як червоні зміщення використовуються в астрономії.

«Хаббл підтвердив, що зовнішні стосовно нашої галактики Чумацький Шлях галактики віддаляються від нас, і чим далі вони віддаляються, тим швидше віддаляються», — сказав Ян. «Це пов’язано з червоним зміщенням через поняття відстані — чим більше червоне зміщення має об’єкт, наприклад галактика, тим далі він від нас».

Таким чином, Ян сказав, що пошук галактик із дуже високим червоним зміщенням дає астрономам можливість побудувати ранню історію Всесвіту.

«Швидкість світла обмежена, тому світлу потрібен час, щоб подолати відстань, щоб досягти нас», — сказав Ян. «Наприклад, коли ми дивимося на сонце, ми дивимось не на те, як воно виглядає зараз, а на те, як воно виглядало вісім хвилин тому. Це тому, що саме стільки часу потрібно, щоб сонячне випромінювання досягло нас. Отже, коли ми дивимося на галактики, які знаходяться дуже далеко, ми дивимось на їхні зображення, створені дуже давно».

Використовуючи цю концепцію, команда Яна проаналізувала інфрачервоне світло, захоплене JWST, щоб ідентифікувати галактики.

«Чим вище червоне зміщення галактики, тим довше потрібно світлу, щоб досягти нас, тому більший червоний зсув відповідає більш ранньому уявленню про Всесвіт», — сказав Ян. «Тому, дивлячись на галактики з більшим червоним зсувом, ми отримуємо більш ранні знімки того, як виглядав Всесвіт давним-давно».

JWST мав вирішальне значення для цього відкриття, оскільки, за словами Яна, об’єкти в космосі, такі як галактики, які розташовані на високих червоних зміщеннях — 11 і більше — можуть бути виявлені лише в інфрачервоному світлі. Це більше, ніж може виявити космічний телескоп Хаббл, оскільки телескоп Хаббл бачить лише від ультрафіолетового до ближнього інфрачервоного світла.

«JWST, найпотужніший інфрачервоний телескоп, має чутливість і роздільну здатність для цієї роботи», — сказав Ян. «Поки ці перші набори даних JWST не були опубліковані [в середині липня 2022 року], більшість астрономів вважали, що у Всесвіті повинно бути дуже мало галактик за червоним зміщенням 11. Принаймні наші результати кидають виклик цій точці зору. Я вважаю, що це відкриття — лише вершина айсберга, тому що дані, які ми використовували, стосуються лише дуже маленької ділянки Всесвіту. Після цього я очікую, що інші групи астрономів знайдуть подібні результати в інших просторах космосу, оскільки JWST продовжує надавати нам новий погляд на найглибші частини нашого Всесвіту».