Всего через несколько дней после официального начала научной деятельности космический телескоп NASA James Webb перенес астрономов в царство ранних галактик, до сих пор скрытых за пределами досягаемости всех других телескопов.
Эти первоначальные результаты получены в результате более широкой исследовательской инициативы Webb, включающей две программы Early Release Science (ERS): исследование из космоса с усилением объектива Гризма (GLASS) и исследование раннего выпуска космической эволюции (CEERS).
Всего за четыре дня анализа исследователи обнаружили на изображениях GLASS-JWST две исключительно яркие галактики. Эти галактики существовали примерно через 450 и 350 миллионов лет после Большого взрыва (с красным смещением примерно 10,5 и 12,5 соответственно), хотя будущие спектроскопические измерения с помощью Webb помогут уточнить эти данные.
Астрономы были поражены, обнаружив самое далекое звездное сияние, которое кто-либо когда-либо наблюдалось человечеством, всего через несколько дней после того, как Webb опубликовал свои первые данные. Большинсов ученых не может сдержать восхищения и трепета говоря о далекой галактике GLASS, называемой GLASS-z12, которая, как полагают, существует до сих пор, хотя появилась спустя 350 миллионов лет после большого взрыва. Предыдущий рекордсмен — галактика GN-z11, существовавшая через 400 миллионов лет после Большого взрыва (красное смещение 11,1), идентифицированная в 2016 году обсерваториями Hubble.
Хотя расстояния до этих ранних источников все еще нуждаются в подтверждении с помощью спектроскопии, их чрезвычайная яркость представляет собой настоящую загадку, бросающую вызов нашему пониманию формирования галактик, считают астрономы.
Наблюдения Webb подтолкнули астрономов к единому мнению, что необычное количество галактик в ранней Вселенной было намного ярче, чем ожидалось. По словам исследователей, это облегчит новому космическому телескопу поиск еще большего количества ранних галактик в последующих исследованиях глубокого космоса.
Если опираться на факты, то галактики должны были начать собираться вместе всего через 100 миллионов лет после Большого взрыва. Никто из астрономов не ожидал, что "темные века" закончатся так рано. Первичная вселенная была бы всего лишь одной сотой своего нынешнего возраста. Это кусочек времени в эволюционирующем космосе возрастом 13,8 миллиарда лет.
Эрика Нельсон из Университета Колорадо в Боулдере, член группы Найду/Оеш, отметила:
Наша команда была поражена возможностью измерить форму этих первых галактик; их спокойные, упорядоченные диски ставят под сомнение наше понимание того, как образовались первые галактики в переполненной, хаотичной ранней Вселенной
Ученые занятые в обработке данных с Webb подчеркнули, что две яркие галактики, обнаруженные этими группами, имеют много света. Они отмечают, что один из вариантов состоит в том, что они могли быть очень массивными, с большим количеством маломассивных звезд, как более поздние галактики. В качестве альтернативы они могут быть гораздо менее массивными и состоять из гораздо меньшего количества необычайно ярких звезд, известных как звезды населения III. Давно предполагалось, что они будут первыми когда-либо родившимися звездами, пылающими при бешеных температурах и состоящими только из первичного водорода и гелия — до того, как звезды позже смогут перерабатывать более тяжелые элементы в своих печах ядерного синтеза. В локальной вселенной не видно таких чрезвычайно горячих первичных звезд.
Текущие оценки расстояния Webb до этих двух галактик основаны на измерении их инфракрасных цветов. В конце концов, последующие спектроскопические измерения, показывающие, как свет растянулся в расширяющейся Вселенной, обеспечат независимую проверку этих космических эталонных измерений.