В самой далекой известной галактике астрономы нашли кислород

Астрономы обнаружили кислород в самой далекой известной галактике JADES-GS-z14-0. Она находится на расстоянии 13,4 миллиарда световых лет от Земли и сформировалась всего через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Астрономы не ожидали увидеть такие тяжелые элементы в такой молодой галактике. Это открытие заставляет астрономов переосмыслить скорость формирования зрелых галактик в ранней Вселенной.

Согласно существующим сегодня моделям, кислорода в таких ранних галактиках быть не может, они должны состоять в основном из водорода и гелия.

Галактика JADES-GS-z14-0 была обнаружена только в прошлом году и является самой далекой подтвержденной галактикой. Она так далеко, что ее свету потребовалось 13,4 миллиарда лет, чтобы достичь Земли. Мы видим ее такой, какой она была, когда Вселенной было менее 300 миллионов лет, то есть около 2% от ее нынешнего возраста.

Кислород был обнаружен с помощью ALMA, — Атакамская большой антенной решетки миллиметрового диапазона. Она расположена в пустыне Атакама в Чили. Работа принята к публикации в журнале The Astrophysical Journal.

«Это все равно что встретить подростка там, где можно было бы ожидать только младенцев», — говорит соавтор работы Сандер Шоувс. — «Результаты показывают, что галактика сформировалась очень быстро. Это еще один аргумент к растущему числу доказательств, что формирование галактик происходит намного быстрее, чем мы ожидали».

Галактика JADES-GS-z14-0

Впервые галактику JADES-GS-z14-0 в инфракрасном диапазоне увидел Джеймс Уэбб.
Википедия

Галактики обычно начинают свою жизнь с молодых звезд, которые в основном состоят из легких элементов, таких как водород и гелий. По мере эволюции звезд они создают более тяжелые элементы, такие как кислород, которые рассеиваются по их родительской галактике после смерти звезды.

Исследователи считали, что в возрасте 300 миллионов лет Вселенная все еще слишком молода, чтобы иметь галактики, полные тяжелых элементов. Однако два исследования, предпринятые с помощью ALMA, показывают, что в JADES-GS-z14-0 тяжелых элементов примерно в 10 раз больше, чем ожидалось.

Соавтор исследования Стефано Карниани говорит: «Доказательства того, что галактика уже настолько зрелая в такой молодой Вселенной, поднимают вопросы о том, когда и как она образовалась».

Точное расположение на ночном небе галактики JADES-GS-z14-0.
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S.

Обнаружение кислорода также позволило астрономам сделать свои измерения расстояния до JADES-GS-z14-0 гораздо более точными. «ALMA обеспечивает необычайно точное измерение расстояния до галактики с погрешностью всего 0,005%. Этот уровень точности — аналогичный точности в пределах 5 см на расстоянии 1 км — помогает улучшить наше понимание свойств далеких галактик», — говорит соавтор работы Элеонора Парланти.

«Хотя галактика была первоначально обнаружена с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, для подтверждения и точного определения расстояния потребовалась ALMA», — говорит соавтор работы Рихард Боуэнс. — «Это показывает замечательное взаимодействие между ALMA и JWST, которое помогает раскрыть формирование и эволюцию первых галактик».

Астрономы подчеркивают, что открытие кислорода говорит о том, что галактики могут формироваться быстрее, чем считалось ранее, и это ставит много новых вопросов. Астрономы предполагали, что самые ранние галактики, обнаруженные Джеймсом Уэббом  — это не галактики, а, скорее, аккреционные диски вокруг черных дыр, но новое открытие этому противоречит.