Астрономы открыли галактику, которую мы видим такой, какой она была 13 миллиардов лет назад, всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Это одна из самых химически примитивных галактик из когда-либо наблюдавшихся, и в ней могут быть следы самых первых звезд во Вселенной.
Первые звезды и галактики очень трудно изучать — они находятся от нас невообразимо далеко, а их свет крайне слаб. Однако космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), запущенный в 2021 году, способен заглядывать в далекое прошлое, буквально в эпоху формирования первых космических объектов. Уникальные инструменты телескопа позволяют заглянуть очень далеко, в регионы, свет от которых идет до нас миллиарды лет. То есть ученые могут наблюдать Вселенную в эпоху, когда только рождались первые звезды и галактики.
Именно благодаря этой обсерватории стоимостью 10 миллиардов долларов группа ученых под руководством Кимихико Накадзимы из Университета Канадзавы в Японии смогла обнаружить тусклую древнюю галактику LAP1-B.
В обычных условиях обнаружить такую маленькую и далекую галактику было бы невозможно. Но японским астрономам повезло: между нами и LAP1-B расположено массивное скопление более близких галактик, которое работает как гигантская космическая лупа. Это явление называется гравитационным линзированием — массивные объекты искривляют пространство-время и усиливают свет от далеких источников. В данном случае свет от LAP1-B усилился в 100 раз.
Ученые обнаружили, что большая часть света галактики исходит не от звезд, а от светящихся облаков газа. Разложив этот свет в спектр и изучив линии излучения, они определили химический состав газа и получили поразительные результаты.
Оказалось, что найденная ими галактика практически не содержит тяжелых элементов — кислорода в ней примерно в 240 раз меньше, чем в Солнце. Это делает LAP1‑B одной из самых химически примитивных звездообразующих галактик из известных науке.
Кроме того, в спектре обнаружено интенсивное ионизирующее излучение, характерное для звезд первого поколения. Особенно интересным оказалось повышенное соотношение углерода к кислороду — это точно соответствует предсказанной химической подписи взрывов первых звезд из так называемого Населения (популяции) III, которые существовали на заре Вселенной. Современные звезды относятся к Населению I и содержат гораздо больше тяжелых элементов.
Ученые также измерили движение и скорость газа и пришли к выводу, что галактика удерживается массивным облаком невидимой темной материи. Как отмечается в статье, опубликованной в журнале Nature, это открытие предоставляет редкую возможность заглянуть в самые ранние стадии формирования галактик, когда первые звезды только начинали преобразовывать Вселенную.
