Астрономы обнаружили недостающее звено в эволюции галактик — пылевые объекты на краю наблюдаемой Вселенной

Международная команда астрономов, работавшая под эгидой Массачусетского университета в Амхерсте, сделала важное открытие, проливающее свет на ранние этапы жизни Вселенной. Ученые идентифицировали ранее неизвестный класс массивных галактик, характеризующихся высоким содержанием пыли, которые сформировались всего через один миллиард лет после Большого взрыва. Результаты научной работы, опубликованные в журнале The Astrophysical Journal Letters, имеют ключевое значение для космологии: они позволяют восполнить важный пробел в знаниях о том, каким образом первые звезды трансформировались в сложные галактические системы в столь сжатые сроки после зарождения мироздания.

В исследовании приняли участие 48 астрономов из 14 стран. Команде удалось идентифицировать объекты, которые долгое время оставались невидимыми для оптических телескопов из-за плотной завесы космической пыли. Эти галактики представляют собой своего рода эволюционный мост, связывающий две ранее известные, но разрозненные популяции: сверхдалекие яркие галактики, возникшие примерно через 400 миллионов лет после рождения Вселенной (13,3 млрд лет назад), и более поздние «мертвые» галактики, в которых процессы звездообразования прекратились спустя два миллиарда лет после Большого взрыва.

«У нас складывается впечатление, что мы наконец получили полный фотоальбом жизненного цикла галактик, — заявил руководитель исследования, доцент астрономии UMass Amherst Хорхе Завала (Jorge Zavala). — Ранее у нас были снимки «младенчества» и «старости», но отсутствовал период активной «юности»».

Ученым удалось заглянуть сквозь плотные завесы космической пыли, объединив мощности двух самых совершенных инструментов современности: чилийской системы радиотелескопов ALMA и орбитальной обсерватории «Джеймс Уэбб». Синергия данных в миллиметровом и инфракрасном диапазонах позволила зафиксировать галактики, которые ранее оставались невидимыми. Пыль, скрывающая эти галактики, поглощает ультрафиолетовое и видимое излучение, делая их невидимыми для традиционных наблюдений, однако при этом она нагревается и излучает в инфракрасном диапазоне, что и зафиксировали высокочувствительные приборы ALMA.

Согласно стандартной космологической модели, возраст Вселенной составляет около 13,7 миллиарда лет. Новые данные свидетельствуют о том, что процессы формирования звезд и накопления тяжелых элементов (металлов и пыли) шли гораздо интенсивнее и быстрее, чем предполагалось ранее. Сформировавшиеся объекты спустя миллиард лет после Большого взрыва обладали значительной массой и зрелостью, что ставит под вопрос существующие модели темпов галактической эволюции.

Ученые полагают, что именно в этот период (1 миллиард лет после Большого взрыва) происходили ключевые процессы, приводившие к быстрому выгоранию галактик и их переходу в стадию «смерти». Дальнейший спектральный анализ обнаруженных объектов позволит астрофизикам уточнить механизмы, останавливающие звездообразование в столь ранней Вселенной.

Источник: phys.org