Вопрос о том, куда подевались самые маленькие галактики, неожиданно вышел на первый план в современной астрономии. Свежие данные заставили ученых усомниться в прежних расчетах: крошечных галактик в ранней Вселенной оказалось гораздо меньше, чем предполагалось. Это открытие способно перевернуть устоявшиеся взгляды на то, как формировалась структура космоса после Большого взрыва.
Долгое время считалось, что если заглянуть достаточно глубоко в прошлое, можно будет обнаружить неисчислимое множество тусклых и малых галактик, прячущихся в темных уголках Вселенной. Логика была проста: чем меньше галактика, тем чаще она должна встречаться. Однако новые наблюдения, проведенные международной группой исследователей, поставили под сомнение этот подход.
Гравитационные линзы
Для поиска исчезающих галактик ученые обратились к гигантскому скоплению Абель 2744 (Abell 2744). Это скопление настолько массивно, что его гравитация искривляет пространство и время, создавая эффект естественного телескопа. Благодаря этому явлению, известному как гравитационное линзирование, свет от далеких объектов усиливается и становится доступен для современных инструментов.
Используя данные программы UNCOVER космического телескопа имени Джеймса Уэбба (JWST), команда смогла заглянуть в эпоху, когда Вселенной было всего 12–13 миллиардов лет. Именно тогда происходил так называемый Эпоха Реионизации — период, когда первые звезды и галактики начали освещать космос, ионизируя окружающий водород. Долгое время считалось, что именно крошечные галактики были главными «двигателями» этого процесса, обеспечивая поток ультрафиолетового излучения, необходимого для рассеивания космического тумана.
Неожиданный спад
Однако анализ распределения галактик по яркости преподнес сюрприз. Обычно астрономы строят так называемую функцию светимости — график, показывающий, сколько ярких и тусклых галактик существует. Во всех предыдущих исследованиях этот график неуклонно рос в сторону тусклых объектов: чем слабее светит галактика, тем их больше.
На этот раз ученые заметили, что после определенного порога количество малых галактик не увеличивается, а, наоборот, резко падает. Это явление получило название «подавление на слабом конце». Оказалось, что ультратусклых галактик в ранней Вселенной гораздо меньше, чем ожидалось по старым моделям.
Космическая конкуренция
Почему же эти миниатюрные галактики исчезают? Исследователи предполагают, что всему виной жесткие условия ранней Вселенной. Мощное излучение первых массивных звезд могло настолько нагревать окружающий газ, что небольшие галактики просто не могли удержать его внутри себя. Без притока свежего газа звезды в них не формировались, и такие галактики оставались темными и невидимыми — по сути, превращались в призраков.
Стоит отметить, что результаты во многом зависят от точности построения карты темной материи в скоплении Абель 2744. Даже небольшая ошибка в расчетах может изменить итоговые оценки числа далеких галактик. Тем не менее, анализ показывает, что эффект подавления реален, и малые галактики действительно исчезают из поля зрения.
В поисках объяснения
Это открытие ставит под сомнение прежние представления о том, кто был главным «двигателем» эпохи реионизации. Если ультратусклые галактики отсутствуют, значит, именно они не могли обеспечить необходимый поток излучения для превращения Вселенной из холодного и нейтрального состояния в горячую и ионизированную плазму. Возможно, ключевая роль принадлежит более крупным и зрелым галактикам, которые раньше оставались в тени.
Впереди — новые наблюдения и анализ других скоплений, чтобы понять, является ли этот эффект локальным или универсальным для всего космоса. С каждым новым набором данных JWST и будущих телескопов астрономы приближаются к разгадке. Пока же ранняя Вселенная выглядит куда более пустой и загадочной, чем предполагалось.
RUSSPAIN напоминает, что Джеймс Уэбб (James Webb Space Telescope, JWST) — это крупнейший и самый современный космический телескоп, запущенный в 2021 году. Он предназначен для наблюдения самых далеких и древних объектов во Вселенной, включая первые звезды и галактики. Благодаря уникальным возможностям JWST ученые получают данные, которые меняют представления о происхождении и эволюции космоса.
