Вселенная была готова к жизни почти сразу после Большого взрыва? Как одна древняя галактика меняет наши представления о зарождении жизни

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Представьте себе Вселенную в её младенчестве. Ей всего 400 миллионов лет — по космическим меркам, это даже не мгновение, а крошечная его доля. В нашем сознании это время — эпоха первых, робких звёзд, состоящих почти исключительно из водорода и гелия, первозданных элементов, рождённых в огне Большого взрыва. Но что, если эта картина неполная? Что, если в этой космической колыбели уже кипели процессы, которые мы считали достоянием гораздо более зрелых эпох?

Недавнее открытие, связанное с галактикой JADES-GS-z11-0, заставляет нас пересмотреть эти устоявшиеся взгляды. Эта галактика — не просто очередной тусклый огонёк на краю наблюдаемого мира. Это настоящий вызов нашим моделям эволюции космоса и, что самое интригующее, намёк на то, что условия для возникновения жизни могли появиться на миллиарды лет раньше, чем мы осмеливались предполагать.

Галактика, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Знакомьтесь, JADES-GS-z11-0: дитя-акселерат Вселенной

История этой галактики сама по себе похожа на детектив. Сначала телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) обнаружил её, и первоначальные расчёты показали совершенно невероятный возраст — всего 100 миллионов лет после Большого взрыва. Это было настолько рано, что противоречило бы фундаментальным принципам космологии. Учёные схватились за головы: неужели придётся переписывать учебники?

К счастью, дальнейшие, более точные измерения с помощью телескопа ALMA в чилийской пустыне Атакама внесли ясность. Возраст JADES-GS-z11-0 «отодвинули» до 400 миллионов лет после Большого взрыва. Это сняло прямое противоречие с теорией, но загадка никуда не делась. Для Вселенной, которой нет и полумиллиарда лет, эта галактика выглядит поразительно зрелой и развитой.

Но самое поразительное открытие ждало астрономов, когда они заглянули внутрь.

Излучение пылевого континуума в JADES-GS-z11-0 по данным наблюдений, представленных в данной работе (слева), по всем архивным изображениям ALMA в поле HUDF (Hill et al. 2024; в центре) и по их комбинации (справа; подробности см. в тексте). Чёрными крестами показаны центроиды двух компонентов (A и B) JADES-GS-z11-0 по данным NIRCam; белый заштрихованный эллипс обозначает восстанавливающий пучок ALMA. Чёрные контуры построены начиная с уровня 3σ с шагом в 1σ и не выявляют каких-либо значимых сигналов в месте расположения JADES-GS-z11-0. arXiv:2507.22888 [astro-ph.GA]
Автор: Joris Witstok et al. Источник: arxiv.org
Не просто газ и пыль, а фабрика кислорода

Так в чём же сенсация? В кислороде. Много кислорода. Анализ спектра JADES-GS-z11-0 показал, что эта юная галактика содержит до 30% от количества кислорода, которое можно найти в современной, полностью сформировавшейся галактике вроде нашего Млечного Пути.

Чтобы понять, насколько это удивительно, нужно вспомнить основы «космической алхимии». Большой взрыв создал только самые лёгкие элементы: водород, гелий и ничтожное количество лития. Все остальные элементы таблицы Менделеева, включая кислород, которым мы дышим, и углерод, основу нашей жизни, были созданы позже — в термоядерных топках звёзд.

Процесс этот небыстрый. Массивные звёзды должны были:

  1. Сформироваться из первичного газа.
  2. Прожить свою жизнь, синтезируя в своих недрах тяжёлые элементы.
  3. Взорваться как сверхновые, чтобы рассеять эти элементы в окружающее пространство.
  4. Обогащённый газ должен был остыть и снова сжаться, чтобы дать начало новому поколению звёзд.

И этот цикл должен был повториться несколько раз, чтобы накопить значительное количество кислорода.

a, Спектр [O iii] 88 µm в JADES-GS-z11-0 с бинами Δν_obs = 5 МГц (15 МГц), показанный сплошными (пунктирными) чёрными линиями (подробности см. в Разделе 3.2). Симметричная серая заливка показывает неопределённость в 1σ. Вертикальная синяя пунктирная линия показывает красное смещение по данным NIRSpec, а горизонтальный диапазон указывает на неопределённость +-1σ, в то время как вертикальная чёрная линия и затухающая серая заливка показывают предполагаемое красное смещение по данным ALMA и соответствующую неопределённость. Диапазон каналов, по которому создана карта поверхностной яркости, выделен красным цветом (Раздел 3.2). Пропускание атмосферы также указано на правой вертикальной оси. b, Карта поверхностной яркости [O iii] 88 µm в JADES-GS-z11-0 (Раздел 3.2). Чёрными крестами показаны центроиды двух компонентов (A и B) JADES-GS-z11-0 по данным NIRCam; белый заштрихованный эллипс обозначает восстанавливающий пучок ALMA. Серые (пунктирные) контуры построены начиная с (отрицательного) уровня 2σ и далее до 5σ с шагом в 1σ. Горизонтальная линия соответствует физическому масштабу в 2 кпк при z = 11.122. arXiv:2507.22888 [astro-ph.GA]
Автор: Joris Witstok et al. Источник: arxiv.org
Космическая головоломка: как они это успели?

И вот здесь возникает главный вопрос: как JADES-GS-z11-0 умудрилась провернуть всё это всего за 400 миллионов лет? Этот временной отрезок кажется слишком коротким для нескольких циклов звёздной эволюции.

Открытие не ломает наши фундаментальные знания, но заставляет их серьёзно переосмыслить. Вероятно, процессы в ранней Вселенной шли гораздо интенсивнее, чем мы думали. JADES-GS-z11-0 — это не просто галактика, это гиперактивная звёздная «фабрика». Она производит новые звёзды с бешеной скоростью — примерно шесть солнечных масс в год, что в несколько раз превышает темпы современного Млечного Пути. Похоже, первые поколения звёзд были настоящими гигантами, которые жили очень ярко, но очень недолго, быстро взрываясь и засеивая космос тяжёлыми элементами.

Эта галактика доказывает, что «космический рассвет» был не медленным и постепенным, а бурным и стремительным событием. Вселенная очень быстро стала химически сложной.

a, Псевдоцветное изображение NIRCam, в котором каждый цветовой канал был построен путём сложения изображений с фильтров NIRCam, как указано. Положение микрозатворов NIRSpec показано белым цветом (почти идентичное для всех визитов). Цветные пунктирные круги обозначают апертуры диаметром 0.3″, использованные для извлечения фотометрии CIRC2. Излучение [O iii] 88 µm и изображение MIRI F560W показаны, соответственно, красными и зелёными контурами; оба контура построены на уровнях 3σ-4σ-5σ. Красный (зелёный) заштрихованный эллипс обозначает восстанавливающий пучок ALMA (функция рассеяния точки F560W). Горизонтальная линия соответствует физическому масштабу в 1 кпк при z = 11.122. b, SEDs главного компонента (A) JADES-GS-z11-0, согласно наблюдениям на NIRCam, MIRI и NIRSpec/PRISM (Раздел 2.1), а также слабого соседнего источника (B), фотометрия которого (кривые пропускания фильтров показаны внизу) согласуется с тем же красным смещением. Модели BAGPIPES с наилучшим соответствием показаны сплошными (компонент A) и пунктирными (B) цветными линиями, квадратами обозначена модельная фотометрия. c, SFHs двух компонентов по моделям с наилучшим соответствием; заливка представляет неопределённость в 1σ. Чёрная точечная линия и серая заливка иллюстрируют априорную возрастающую SFH, основанную на аккреции гало тёмной материи (подробности см. в тексте), масштабированную к звёздной массе компонента A. arXiv:2507.22888 [astro-ph.GA]
Автор: Joris Witstok et al. Источник: arxiv.org
А что, если жизнь?..

И вот мы подходим к самому волнующему выводу. Если во Вселенной так рано появился кислород в промышленных масштабах, значит, там были и все остальные ключевые для жизни элементы: углерод, азот, кремний. Они рождаются в тех же звёздных котлах.

Это радикально меняет временные рамки, в которых мы могли бы искать следы жизни. До сих пор считалось, что первые миллиард-два лет Вселенная была слишком простой и «стерильной» для появления чего-то сложнее молекулярного водорода. Но теперь мы видим, что уже через 400 миллионов лет после Большого взрыва могли существовать галактики с планетами, на которых был весь необходимый строительный материал.

Конечно, это не доказывает, что жизнь там была. Наличие ингредиентов ещё не гарантирует готовое блюдо. Однако это открытие расширяет «окно возможностей» на миллиарды лет в прошлое. Кто знает, какие миры могли формироваться вокруг звёзд в JADES-GS-z11-0? И какие удивительные процессы могли на них начаться?

Это открытие — яркий пример того, как современная астрономия меняет наш взгляд на мир. Каждый новый снимок «Джеймса Уэбба» или данные с ALMA — это не просто красивая картинка. Это часть огромного пазла нашего космического происхождения, и, похоже, эта картина оказывается куда более сложной и захватывающей, чем мы могли себе вообразить. Вселенная оказалась готова к сложности — а может, и к жизни — гораздо раньше, чем мы думали. И это, пожалуй, одна из самых вдохновляющих идей в современной науке.

1 комментарий

a
«Представьте себе вселенную в ее младенчестве».
Вы издеваетесь? Настолько перестать уважать читателя, что вообще перестать править высеры ИИ — это упасть совсем ниже плинтуса.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор Bluetooth адаптера Creative BT-W6 с aptX и BT5.4

Если у вас есть маленькие дети, а компьютер находится в спальне, то вы должны понять меня, почему мне приходится использовать беспроводные наушники в вечернее время. Раз уж наушники используются не...

Чем на самом деле отличаются астероиды, кометы и метеориты

Когда мы слышим слова «астероид», «комета» или «метеорит», воображение рисует практически одинаковые картины: нечто каменное или ледяное, несущееся по космосу. Но на деле эти объекты сильно...

Почти новый музей на Старом Арбате: в Москве показывают Айвазовского, Поленова, Левитана и Брюллова

Совсем недавно на старом месте (Мемориальная квартира Пушкина и Белого на Арбате) открылся новый музей, точнее в рамках старого музея открыли новые залы, в которых демонстрируют вещи из фондов,...

Почему корень настоящего васаби может стоить до 1000 долларов за килограмм

В наших регионах на заре появления японской кухни в ресторанах начали подавать роллы с соевым соусом и васаби. Тогда, возможно, многие думали, что у них на столе настоящее васаби. Но сейчас уже...

Почему мозг «видит лица» там, где их нет, особенно в темноте

Возможно, вы когда-нибудь ловили себя на мысли, что в темноте видите чьё-то лицо — в складках одежды, в силуэте стула или на шторе. Сердце замирает, а потом разум быстро убеждает: «Это...

Что такое структурированная икра и чем она отличается от зернистой

Когда открываешь банку икры, в комнате на мгновение замирает воздух. Солёный запах моря, влажный блеск зёрен, тихий звон ложки о стекло, всё это будто про что-то личное. Но стоит присмотреться, и...