Що приховує найдавніша галактика у Всесвіті

У 2017 році астрономи з Інституту Карнегі виявили рідкісну галактику часів епохи реіонізації, в центрі якої покоїться надмасивна чорна діра, яка «пам'ятає» ще дуже молодий Всесвіт.

У 2017 році астрономам вдалося відшукати в космосі об'єкт, вік якого можна порівняти з найбільш ранньою епохою Всесвіту. Команда з Інституту Карнегі виявила галактику, яка повністю сформувалася всього за кілька сотень мільйонів років після Великого Вибуху. Результати дослідження були опубліковані в Nature і Astrophysical Journal Letters.

Найдавніша галактика

"Кількість квазарів з таким ступенем світіння, навіть і настільки віддалених... У всьому небі їх має бути 20-100 штук, не більше ", - ділиться своїми думками Едуарда Бансадос, провідний автор дослідження. За його словами, це і справді схоже на пошук голки в копиці сіна.

Галактика J1342 + 0928 і надмасивна чорна діра в її центрі з'явилися всього через 690 мільйонів років після Великого вибуху. Цей час відомий як епоха реіонізації: протягом декількох мільйонів років Всесвіт був покритий «хмарами» нейтрального водню, який блокував більшу частину зоряного світла. Потім перші квазари (велика частина яких і є надмасивними чорними дірами) іонізували водень і зробили світ набагато більш світлим.

Однак переважна більшість галактик цієї епохи дуже і дуже малі. Вважається, що карликові галактики (які астрономи називають «зеленим горохом») займали домінуюче положення в епосі реіонізації. До речі, чотири роки тому інша команда астрономів виявила, що це твердження не зовсім вірне: вони знайшли в космосі здвоєні галактики епохи реіонізації, що не поступаються за розмірами Чумацькому Шляху і оточені хмарою темної матерії.

Як народжуються зірки

Дослідники сфокусувалися на зореутворювальному аспекті галактики. Будь-який елемент, наступний за гелієм в періодичній таблиці, розглядається вивчаючими період реіонізації астрономами як «метал». Стародавня галактика виявилася багата металами значно більшою, ніж очікувалося - адже перше покоління зірок практично повністю складалося з водню і гелію.

Подібна велика кількість металів по всій видимості означає тільки одне: новий, раніше невідомий науці тип освіти зірок. На периферії і в скупченнях міжзоряного пилу переважає вуглець, а ось у центрі, де сховалася чорна діра, вчені виявили азот, магній і навіть кремній.

Венеманс Брам з Інституту Макса Планка і автор статті кажуть, що, швидше за все, ранній Всесвіт сприяв формуванню масивних нестійких зірок, які вибухнули через кілька мільйонів років, виробляючи метали швидше, ніж Всесвіт в його нинішньому стані. У міру того, як нові зірки формувалися з останків зірок першого покоління, вони ставали «забрудненими» більш важкими елементами і, в свою чергу, створювали ще більш важкі елементи під час вибуху при перетворенні на наднові.