|
Ранние галактики не так массивны, как предполагалось
|
|
|
|
Когда астрономы впервые увидели галактики в ранней Вселенной с помощью космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба, они ожидали увидеть галактические крохи, но вместо этого они обнаружили то, что выглядело как стайка олимпийских бодибилдеров. Некоторые галактики, по-видимому, стали настолько массивными и так быстро, что моделирование не смогло их объяснить.
|
|
|
|
Некоторые исследователи предположили, что это означает, что что-то может быть не так с теорией, которая объясняет, из чего состоит Вселенная и как она эволюционировала после большого взрыва, известной как стандартная космологическая модель.
|
|
|
|
Согласно исследованию, опубликованному в Astrophysical Journal под руководством аспирантки Техасского университета в Остине Кэтрин Чворовски, некоторые из этих ранних галактик на самом деле гораздо менее массивны, чем казалось на первый взгляд. Черные дыры в некоторых из этих галактик заставляют их казаться намного ярче и крупнее, чем они есть на самом деле.
|
|
|
|
"Мы все еще видим больше галактик, чем прогнозировалось, хотя ни одна из них не настолько массивна, чтобы "разорвать" Вселенную", - сказал Чоровски.
|
|
|
Доказательства были представлены в исследовании Webb's Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), проведенном под руководством Стивена Финкельштейна, профессора астрономии Калифорнийского университета и соавтора исследования.
|
|
Черные дыры увеличивают яркость
|
|
|
|
Согласно этому последнему исследованию, галактики, которые кажутся чрезмерно массивными, вероятно, содержат черные дыры, быстро поглощающие газ. Трение в быстро движущемся газе выделяет тепло и свет, делая эти галактики намного ярче, чем они были бы, если бы этот свет исходил только от звезд. Этот дополнительный свет может создать впечатление, что галактики содержат гораздо больше звезд и, следовательно, более массивны, чем мы могли бы предположить в противном случае.
|
|
|
|
Когда ученые исключают из анализа эти галактики, названные "маленькими красными точками" (из-за их красного цвета и небольшого размера), оставшиеся ранние галактики оказываются не слишком массивными, чтобы соответствовать предсказаниям стандартной модели.
|
|
|
|
"Итак, суть в том, что с точки зрения стандартной космологической модели кризиса нет", - сказал Финкельштейн. "Каждый раз, когда у вас появляется теория, которая так долго выдерживала проверку временем, вам нужны неопровержимые доказательства, чтобы действительно опровергнуть ее. Но это просто не тот случай".
|
|
Эффективные фабрики звезд
|
|
|
|
Хотя они решили основную проблему, остается менее сложная: в данных Уэбба о ранней Вселенной по-прежнему примерно в два раза больше массивных галактик, чем ожидалось в соответствии со стандартной моделью. Одной из возможных причин может быть то, что в ранней Вселенной звезды формировались быстрее, чем сегодня.
|
|
|
|
"Возможно, в ранней Вселенной галактики лучше справлялись с превращением газа в звезды", - сказал Чоровски.
|
|
|
|
Звездообразование происходит, когда горячий газ охлаждается настолько, что поддается действию силы тяжести и конденсируется в одну или несколько звезд. Но по мере сжатия газ нагревается, создавая внешнее давление. В нашей области Вселенной баланс этих противоположных сил приводит к тому, что процесс звездообразования становится очень медленным.
|
|
|
|
Но, возможно, согласно некоторым теориям, из-за того, что ранняя Вселенная была плотнее, чем сегодня, было труднее выбрасывать газ во время звездообразования, что позволяло процессу идти быстрее.
|
|
Еще одно свидетельство существования черных дыр
|
|
|
|
Одновременно астрономы анализировали спектры "маленьких красных точек", обнаруженных Уэббом, и исследователи из команды CEERS и других исследователей обнаружили свидетельства быстро движущегося газообразного водорода, характерного для аккреционных дисков черных дыр.
|
|
|
|
Это подтверждает идею о том, что, по крайней мере, часть света, исходящего от этих компактных красных объектов, исходит от газа, циркулирующего вокруг черных дыр, а не звезд, что подтверждает вывод команды Хворовски о том, что звезды, вероятно, не так массивны, как первоначально думали астрономы. Однако предстоят дальнейшие наблюдения за этими интригующими объектами, которые должны помочь разгадать загадку о том, сколько света исходит от звезд по сравнению с газом вокруг черных дыр.
|
|
|
|
Часто в науке, когда вы отвечаете на один вопрос, это приводит к возникновению новых вопросов. Хотя исследователи показали, что стандартная космологическая модель, вероятно, не нарушена, их работа указывает на необходимость новых идей в области звездообразования.
|
|
|
|
"Итак, ощущение интриги все еще сохраняется", - сказал Чоровски. "Не все до конца понятно. Именно это делает занятия наукой такого рода увлекательными, потому что это была бы ужасно скучная область, если бы в одной статье все было выяснено, или если бы больше не было вопросов, на которые нужно было бы отвечать".
|
|
|
|
Другими авторами UT являются Майкл Бойлан-Колчин, Энтони Тейлор и Микаэла Бэгли. Они, Финкельштейн (в качестве директора) и Хворовски, являются членами Центра космических исследований UT, который стремится улучшить наше понимание ранней Вселенной.м
|
|
|
|
Источник
|
