Самая удаленная галактика из когда-либо наблюдавшихся

Одинокий красноватый объект в далекой Вселенной был идентифицирован как самая отдаленная галактика, обнаруженная на сегодняшний день. Согласно одному из исследований, эта структура возникла всего через 330 миллионов лет после Большого взрыва.

Новый космический рекорд

Одной из главных целей космологов является возможность выделить первые галактики в нашей Вселенной и измерить их влияние на космическую эволюцию. Были предприняты усилия по обнаружению некоторых из этих очень старых структур, некоторые из которых сформировались менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Несколько лет назад исследователи сделали еще один шаг вперед, обнаружив массивную галактику, возникшую через 760 миллионов лет после Большого взрыва. Однако все рекорды созданы для того, чтобы быть побитыми.

Несколько недель назад группа исследователей заметила свечение еще более древней галактики на расстоянии 13,5 миллиарда световых лет от Земли. Другими словами, этот объект, названный HD1, существовал всего через 330 миллионов лет после Большого взрыва.

Для этого исследования ученые использовали четыре мощных оптических и инфракрасных телескопа: телескоп Субар, телескоп VISTA, инфракрасный телескоп Соединенного Королевства (UKIRT) и космический телескоп Спитцер. Вместе они провели более 1 200 часов наблюдений, исследуя самые дальние уголки нашей Вселенной, чтобы определить наиболее удаленные источники света. HD1, наконец, выделился среди более чем 700 000 объектов-кандидатов.

Чтобы рассчитать расстояние до него, команда проанализировала его красное смещение. Чем дальше объект находится от Земли, тем больше растягивается длина волны его света, смещаясь к самому красному концу электромагнитного спектра. Таким образом, чем больше расстояние, тем больше красное смещение.

Свет от HD1 действительно немного смущает. И не зря: он удивительно ярко светит в ультрафиолетовом диапазоне волн. Это говорит о том, что в нем происходит очень энергичный процесс.

Первоначально исследователи думали, что это сильная звездообразующая активность. Однако количество звезд, которые должны были бы образоваться, чтобы произвести столько света, казалось огромным. Для этого потребуется более сотни звезд в год, что в десять раз больше, чем ожидается для галактики в ранней Вселенной.

Однако эта проблема может быть решена, если среди этих новорожденных звезд будет самое первое поколение звезд нашего времени: звезды населения III. Эти объекты, более массивные, светящиеся и горячие, чем современные звезды, были, по-видимому, способны производить больше ультрафиолетового света, чем "современные" звезды. Поэтому их присутствие может прояснить экстремальную ультрафиолетовую светимость этой галактики.

Вторая гипотеза заключается в том, что HD1 может быть квазаром, невероятно ярким результатом активного галактического ядра, что объясняется наличием сверхмассивной черной дыры, бешено пожирающей материю в своем ядре. Однако для получения наблюдаемого света, по расчетам ученых, эта сверхмассивная черная дыра должна быть как минимум в 100 миллионов раз массивнее Солнца. Такой размер серьезно осложнил бы модели того, как эти объекты росли так рано во Вселенной.

В конечном итоге, определить природу столь далекого источника будет очень сложно, поскольку его свет был настолько ослаблен в огромных просторах пространства-времени. "Представьте, что вы видите вдалеке корабль, застрявший в штормовом ветре и густом тумане. С земли можно было бы попытаться предположить его происхождение, взглянув на его флаг, но вы смогли бы увидеть только определенные цвета и формы", - объясняет астрофизик Фабио Пакуччи из Гарвардского и Смитсоновского центров астрофизики. "Здесь все примерно то же самое. В конечном итоге это долгая игра в анализ и исключение неправдоподобных сценариев.

Команда надеется, что будущие наблюдения с помощью телескопа Джеймса Уэбба, оптимизированного для заглядывания в раннюю Вселенную, раскроют природу этого загадочного света.

Подробности анализа этой галактики и второй, почти такой же удаленной галактики под названием HD2, будут вскоре опубликованы в журнале The Astrophysical Journal. Тем временем, эта работа уже доступна на сайте препринтов arXiv.