Космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST) і рентгенівська обсерваторія NASA Chandra виявили найвіддаленіше та найдавніше формоване скупчення галактик, яке коли-небудь спостерігалося, відсунувши часові рамки того, як швидко збиралися великі космічні структури в ранньому Всесвіті. Цей «протокластер», який називається JADES-ID1, активно формувався всього через мільярд років після Великого вибуху, тобто його світлу знадобилося 12,7 мільярда років, щоб досягти Землі. Відкриття кидає виклик існуючим космологічним моделям і ставить питання про швидке зростання скупчень галактик у новонародженому Всесвіті.
Несподівана швидкість збирання космосу
Попередні спостереження показали, що такі масивні структури не могли сформуватися так рано. Попередній рекорд протокластеру був приблизно через 3 мільярди років після Великого вибуху; JADES-ID1, очевидно, почав злиття два мільярди років тому. Це означає, що Всесвіт може прискорювати формування скупчень галактик швидше, ніж вважалося раніше.
Чому це важливо? Скупчення галактик — це найбільші гравітаційно пов’язані об’єкти в космосі, що містять тисячі галактик, гарячий газ і таємничу темну матерію, яка домінує в їхній структурі. Розуміння того, коли і як вони утворюються, має вирішальне значення для вдосконалення наших моделей розподілу темної матерії та швидкості розширення Всесвіту.
Як було зроблено відкриття
Виявлення JADES-ID1 базується на комбінованому підході: JWST ідентифікував щільні скупчення галактик, пов’язані силою тяжіння, а рентгенівські спостереження Чандри показали величезну хмару перегрітого газу, що падає на скупчення, що формується. Коли газ руйнується під дією сили тяжіння, він стає надзвичайно гарячим, випромінюючи помітне рентгенівське випромінювання. Цей подвійний підпис підтверджує ранню стадію формування кластера.
«Це як спостерігати за конвеєром, який виробляє автомобіль, а не просто намагатися зрозуміти, як працює автомобіль, дивлячись на готовий продукт», — пояснює Герріт Шелленбергер з Центру астрофізики | Гарвард і Смітсонівська обсерваторія (CfA). Це спостереження дає прямий погляд на будівельні блоки Всесвіту, а не на їх формування на основі зрілих структур.
Наслідки для космології
Стрімкий розвиток JADES-ID1 свідчить про те, що ранній Всесвіт «поспішав дозріти», за словами Акоса Богдана, керівника групи. Це відкриття доповнює зростаючу кількість доказів того, що великі галактики та надмасивні чорні діри також з’явилися на диво рано в космічній історії. Існуючі моделі можуть недооцінювати ефективність формування структури в перший мільярд років після Великого вибуху.
«Ми думали, що знайдемо такий протокластер через два-три мільярди років після Великого вибуху, а не лише один», — говорить Кіонг Лі, дослідник з Університету Манчестера.
Протягом наступних кількох мільярдів років JADES-ID1 перетвориться на повністю сформоване скупчення галактик, подібне до тих, що спостерігаються сьогодні. Однак його раннє існування змушує вчених переглянути швидкість і механізми космічної збірки в стародавньому Всесвіті.
Це відкриття знаменує собою значний крок вперед у нашому розумінні найдавніших стадій Всесвіту, підкреслюючи необхідність продовження спостережень з високою роздільною здатністю для вдосконалення наших космологічних моделей.
