Странные космические объекты озадачили ученых

Недавние наблюдения с использованием космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) выявили присутствие трех необычных, чрезвычайно громоздких объектов в младшей Вселенной, примерно спустя 600-800 миллионов лет после Большого взрыва.

Их спектральная сигнатура соответствует скоплениям сверхплотных звезд, в которых возможно находятся сверхмассивные чёрные дыры, что противоречит ожиданиям от младшей Вселенной.

В 2022 году группа учёных обнаружила три чрезвычайно объёмных объекта, датируемых периодом от 600 до 800 миллионов лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял лишь 5% от её нынешнего возраста. Изучив их спектры, исследователи выявили признаки древних звёзд, значительно древнее, чем это было бы возможно в младшей Вселенной, согласно общепринятой космологической модели.

Они также поразились, обнаружив признаки чрезвычайно громоздких чёрных дыр, от 100 до 1000 раз масштабнее, чем чёрная дыра в центре нашей галактики.

Процессы формирования чёрных дыр и галактик в соответствии с общепринятой космологической моделью не совпадают. В словах Джоэла Лежа, доцента кафедры астрономии и астрофизики и соавтора исследования, "Это вызывает большое беспокойство". По его мнению, возможно, удастся вписать это в нашу текущую модель Вселенной, но лишь если принять во внимание экзотическое и чрезвычайно быстрое формирование в начале времен.

Очевидно, что, хотя исследователи изначально предполагали, что это громоздкие ранние галактики, на самом деле объекты такого типа не должны были образовываться в младшей Вселенной. Обратные связи, вызванные формированием звезд, обычно ограничивают долю барионов (составных частиц, из которых состоит видимая материя) до уровня, значительно ниже доли космических барионов.

Недавно опубликованное исследование в журнале The Astrophysical Journal Letters продолжает расследование, направленное на подтверждение истинной природы этих объектов.

Ученые пришли к выводу, что это действительно галактики, находящиеся близко к началу Вселенной и, вероятно, содержащие гигантские сверхмассивные чёрные дыры. По мнению ведущего автора исследования Бингджи Ванг, "Было совершенно неожиданно обнаружить старые звёзды в такой молодой Вселенной.

Стандартные модели космологии и формирования галактик оказались чрезвычайно эффективными, но эти светящиеся объекты не совсем вписываются в эти теории".

Чтобы произвести наблюдения и анализ, ученые использовали спектрограф ближнего инфракрасного диапазона (NIRSpec) на борту JWST и суперкомпьютер Roar в Институте вычислений и наук о данных Университета штата Пенсильвания. NIRSpec — это многоканальный спектрограф, способный одновременно получать спектры более сотни объектов с различным спектральным разрешением. Прибор способен работать на расстоянии 13,5 миллиарда лет назад, почти до самого зарождения Вселенной.

Однако с таким разрешением, как у JWST, спектральный анализ настолько удаленного периода Вселенной представляет серьезную проблему, поскольку трудно точно различить источники света. Три объекта, изученные командой, явно демонстрируют особенности сверхмассивных чёрных дыр и массивных старых звёзд. Однако непонятно, какая часть наблюдаемого света исходит от каждого из этих двух компонентов.