Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) и рентгеновская обсерватория Чандра NASA обнаружили самое далёкое и самое раннее формирующееся скопление галактик, когда-либо наблюдавшееся, отодвигая временные рамки того, насколько быстро крупные космические структуры собирались в ранней Вселенной. Это «протоскопление», получившее название JADES-ID1, активно формировалось всего через миллиард лет после Большого взрыва, что означает, что его свет шёл до Земли 12,7 миллиарда лет. Это открытие бросает вызов существующим космологическим моделям и поднимает вопросы о быстром росте скоплений галактик в младенческой Вселенной.
Неожиданная Скорость Космической Сборки
Предыдущие наблюдения показывали, что такие массивные структуры не могли сформироваться так рано. Предыдущий рекорд для протоскопления составлял около 3 миллиардов лет после Большого взрыва; JADES-ID1, по-видимому, начало сливаться на два миллиарда лет раньше. Это подразумевает, что Вселенная могла ускорить формирование скоплений галактик с темпом, превышающим ранее считавшийся.
Почему это важно? Скопления галактик являются крупнейшими гравитационно связанными объектами в космосе, содержащими тысячи галактик, горячий газ и таинственную тёмную материю, которая доминирует в их структуре. Понимание того, когда и как они формируются, имеет решающее значение для уточнения наших моделей распределения тёмной материи и скорости расширения Вселенной.
Как Было Сделано Открытие
Обнаружение JADES-ID1 основано на комбинированном подходе: JWST идентифицировал плотные скопления галактик, связанных гравитацией, а рентгеновские наблюдения Чандры выявили массивное облако перегретого газа, падающего в формирующееся скопление. По мере схлопывания газа под действием гравитации он сильно нагревается, излучая обнаруживаемые рентгеновские лучи. Эта двойная сигнатура подтверждает раннюю стадию формирования скопления.
«Это как наблюдать за конвейером, производящим автомобиль, а не просто пытаться понять, как работает автомобиль, глядя на готовый продукт», — объясняет Геррит Шелленбергер из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновская обсерватория (CfA). Это наблюдение даёт прямой взгляд на строительные блоки Вселенной, а не на их формирование, основываясь на зрелых структурах.
Последствия для Космологии
Быстрое развитие JADES-ID1 предполагает, что ранняя Вселенная «спешила повзрослеть», по словам Акоша Богдана, руководителя группы. Это открытие добавляется к растущему числу свидетельств, указывающих на то, что крупные галактики и сверхмассивные чёрные дыры также появились на удивление рано в космической истории. Существующие модели, возможно, недооценивают эффективность формирования структур в первые миллиард лет после Большого взрыва.
«Мы думали, что найдём такое протоскопление через два или три миллиарда лет после Большого взрыва — а не всего через один», — говорит Цюн Ли, исследователь из Университета Манчестера.
В течение следующих нескольких миллиардов лет JADES-ID1 превратится в полностью сформированное скопление галактик, похожее на те, которые наблюдаются сегодня. Однако его раннее существование заставляет учёных пересмотреть скорость и механизмы космической сборки в древней Вселенной.
Это открытие знаменует собой значительный шаг вперёд в нашем понимании самых ранних стадий Вселенной, подчеркивая необходимость продолжения наблюдений высокого разрешения для уточнения наших космологических моделей.
