|
Галактика подтверждает существование Большого взрыва
|
|
|
|
Наше понимание Вселенной начинается с Большого взрыва - момента, когда Вселенная начала расширяться и превратилась в то, что мы видим вокруг себя сейчас. Нуклеосинтез при Большом взрыве описывает, как изначально были созданы только самые легкие элементы: водород, гелий и небольшое количество лития. Для получения более тяжелых элементов, которые астрофизики называют металлами, должно было существовать и умирать целое поколение звезд.
|
|
|
|
Эта первая популяция звезд называется популяцией 3 звезд, и они создали первые металлы во Вселенной, элементы тяжелее водорода и гелия. Звезды Pop 3 сами по себе не имели металлов или имели чрезвычайно низкую металличность, и они создали их путем звездного нуклеосинтеза. Звезды не образуются изолированно, они формируются в галактиках, поэтому также должны были существовать галактики Pop 3, и в их звездном населении не должно было быть металлов.
|
|
|
|
Наше понимание Вселенной, мягко говоря, неполно, и ученым хотелось бы найти некоторые недостающие сведения. Эти недостающие сведения подтвердили бы, что мы на правильном пути к пониманию природы. Одним из недостающих сведений является неуловимая популяция 3 галактик. Должны существовать ранние галактики с высоким красным смещением, которые имеют нулевую металличность, и их обнаружение стало бы дополнительным доказательством, подтверждающим наше понимание Вселенной.
|
|
|
|
Космический телескоп Джеймса Уэбба удивил всех нас, обнаружив крупные, полностью сформировавшиеся галактики во Вселенной гораздо раньше, чем мы думали. Это перевернуло представления ученых о том, как развивалась Вселенная. Согласно нашим прежним представлениям, галактики такого размера и зрелости не должны были существовать так рано в истории Вселенной, и их открытие вызвало сильную волну любопытства в научном сообществе.
|
|
|
|
|
|
|
Но даже несмотря на то, что JWST обнаружил эти крупные галактики в столь раннем возрасте, он не обнаружил галактик с нулевой металличностью. Мощный телескоп JWST обнаружил галактики, которые образовались всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, но до сих пор не смог с уверенностью обнаружить ни одну из этих галактик с нулевой металличностью.
|
|
|
|
Когда дело доходит до наблюдений за космосом, кислород может играть ключевую роль. Космологическая модель Большого взрыва утверждает, что на ранних стадиях развития не должно было быть ничего тяжелее водорода и гелия, включая кислород. Линия излучения OIII в спектроскопии может многое объяснить астрономам. Это указывает на активность звездообразования и особенно полезно при измерении этой активности при больших красных смещениях. Это полезно для наблюдения больших красных смещений с земли и еще более полезно при измерении с помощью космических телескопов, таких как JWST.
|
|
|
|
В очень ранних галактиках сильное излучение OIII указывает на низкую металличность. Когда астрономы находят галактики с низким излучением OIII, это также говорит о том, что они сформировались в условиях, сильно отличающихся от нынешних. До сих пор они не обнаружили ни одного убедительного примера.
|
|
|
|
Но это могло измениться. Новое исследование, представленное журналу Nature, представляет собой открытие галактики, которая, возможно, является нетронутой. Исследование называется "Первозданное массивное звездообразование, запечатленное на заре космического рассвета", а ведущим автором является Такахиро Моришита, штатный научный сотрудник Центра инфракрасной обработки и анализа (IPAC) Калифорнийского технологического института. Исследование доступно на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
"Существование галактик, в которых отсутствуют такие элементы, как кислород, — образованные звездами после нуклеосинтеза при Большом взрыве, — является ключевым предсказанием космологической модели", - пишут исследователи. "Однако до сих пор не было обнаружено ни одной галактики с "нулевой металличностью" в популяции III".
|
|
|
|
До сих пор. Моришита и его соавторы нашли галактику, которая соответствует описанию. Они обнаружили ее при красном смещении z = 5,725, что означает, что ее свет испускался, когда Вселенной было всего от 900 миллионов до 1 миллиарда лет. Она получила название AMORE6 и была обнаружена с помощью гравитационного линзирования. Это позволило увеличить и продублировать изображения галактики, что облегчило наблюдение.
|
|
|
|
JWST обнаружил излучение H-бета, важное направление в астрономии, используемое для измерения галактик различными способами, но не обнаружил никакого кислорода. Это означает, что его металличность очень низкая. "Отсутствие [O iii] сразу указывает на то, что AMORE6 обладает очень низкой металличностью, почти нетронутой межзвездной средой", - объясняют авторы.
|
|
|
|
Галактика также отличается низкой звездной массой и чрезвычайно компактной морфологией. "Эти свойства согласуются с массивным звездообразованием в нетронутой или почти нетронутой среде", - пишут авторы. Дело в том, что эта галактика не такая старая, как некоторые более ранние, полностью сформировавшиеся галактики, обнаруженные JWST. Вызывает некоторое недоумение тот факт, что этот яркий пример нетронутой среды звездообразования с низким содержанием металлов был обнаружен почти через 1 миллиард лет после Большого взрыва.
|
|
|
|
Потребуются дополнительные исследования, чтобы подтвердить эти выводы и понять их более подробно. Но это открытие говорит о том, что мы на правильном пути в понимании природы.
|
|
|
|
"Обнаружение такого примера в относительно позднее время космической истории вызывает удивление", - пишут исследователи. "Однако, независимо от космической эпохи, идентификация потенциально нетронутого объекта является ключевым подтверждением модели Большого взрыва".
|
|
|
|
Источник
|
