На самом краю наблюдаемой Вселенной обнаружены массивные галактики

Новое исследование, проведенное с помощью космического телескопа Спитцер при NASA, предлагает окунуться в глубокие и неизведанные воды нашего космоса. В ходе одной из самых долгих миссий с участием телескопа астрономы начали трехмесячную экспедицию с целью отлова тусклых галактик в миллиардах световых лет от нас. Результаты уже дают интересную пищу для размышления.

«Если вы подумаете о нашем исследовании как о промысле галактик в космическом море, то мы находим больше крупной рыбы в глубоких водах, чем ожидалось ранее», — говорит Чарльз Стейнхардт из Центра инфракрасной обработки и анализа (IPAC) в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене. Стейнхардт является ведущим автором нового исследования, которое было опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.

Первые результаты международного проекта SPLASH опираются на предыдущие данные, выявленные Спитцером и другими телескопами, которые показали, что юные галактики Вселенной являются более массивными, чем ожидалось. Проект выявил сотни гигантских галактик, в 100 раз больше по массе нашего Млечного Пути, которые родились в то время, когда нашей Вселенной было меньше миллиарда лет (сейчас возраст Вселенной оценивается в 13,8 миллиарда лет).

Выводы ставят под сомнение современные модели формирования галактик, которые едва ли могут объяснить, как такие удаленные и юные галактики стали гигантскими так быстро.

«Галактики собрались быстрее, чем мы думали, и мы видим это только в ходе проектов типа SPLASH», — говорит Питер Капак, главный исследователь SPLASH.

Хотя астрономы уже видели такие массивные галактики раньше, SPLASH уникален тем, что нашел множество таких. Теперь, когда Спитцер находится в «теплой» фазе своей миссии, он посвящает свое время долгосрочным проектам вроде этого. Телескоп исчерпал охлаждающую жидкость, необходимую для работы некоторых его инструментов, в 2009 году, но два его инфракрасных канала работают и при чуть более высокой температуре. С меньшим количеством инструментов телескоп проводит больше времени, изучая большие участки неба.

К концу исследования SPLASH Спитцер потратит 2475 часов, изучая два участка неба, известных как COSMOS (Cosmic Evolution Survey) и SXDX (глубокое поле Subaru/XMM-Newton), эквивалентных по размеру примерно восьми полным лунам. Это два самых темных участка неба. Многие телескопы активно изучали эти области в нескольких длинах света, отслеживая слабое свечение миллионов галактик. Инфракрасное зрение Спитцера помогает взвесить галактики, определяя их массы.

Астрономы были удивлены первыми результатами SPLASH и тем, что проект поймал «крупную рыбку». Современные теории звездообразования полагают, что самые первые галактики столкнулись и слились, набрав в размерах. Согласно этим моделям, звезды, образованные во вспышках этих небольших галактик, сталкивались друг с другом. Но на этот процесс уходит много времени. Находки Спитцера, массивные галактики времени образования между 800 и 1600 миллионами лет после рождения Вселенной, едва ли имели достаточно времени, чтобы образовать сотню миллиардов звезд.


«На самом деле трудно сформировать нечто настолько массивное так быстро, — говорит Джош Спигл, соавтор исследования из Гарвардского университета. — Так что вполне возможно, что эти галактики формировали звезды непрерывно с самого момента своего рождения».

Другое объяснение состоит в том, что самые первые галактики сформировались еще раньше, чем предполагается. Астрономы полагают, что самые первые галактики сформировались спустя почти 500 миллионов лет после Большого Взрыва. Если же они начали формироваться ранее, 400 миллионов лет после Большого Взрыва, у них могло и найтись достаточно времени, необходимого для слияния с другими галактиками. В конечном итоге они могли превратиться в чудовищ, обнаруженных Спитцером.

Дальнейшие наблюдения с участием множества телескопов попробуют выяснить, как эти галактики стали такими большими. Японский телескоп Subaru на вершине Мауна-Кеа на Гавайях будет собирать глубокие оптические изображения галактик в течение нескольких лет.