Когда появились первые большие галактики во вселенной? И сколько их было? Совершенно новым ответом на этот вопрос стало открытие 39 ранее неизвестных галактик из раннего космоса. Эти массивные скопления звезд существовали уже более 11,7 миллиардов лет назад и, вероятно, являются предвестниками большинства основных галактик в космосе сегодня. Они представляются свидетельством того, что в то время существовало уже значительно больше таких галактических гигантов, чем считалось ранее. А это может означать одно: общие космологические модели необходимо адаптировать.

Появление и эволюция первых гигантских галактик в космосе привели в движение процесс, который продолжается и сегодня. А все потому, что эти первые звездные скопления изменили космическую среду, ввели новые элементы и сформировали зародыши для многих современных массивных галактик. Но именно эти очень важные истоки космической истории все еще в значительной степени находятся для нас в темноте - в буквальном смысле этого выражения. Ведь даже самым мощным современным телескопам пока удалось идентифицировали крайне мало таких ранних галактик. «Тем не менее, большинство из них являются экстремальными галактиками с активным звездообразованием, скорость образования звезд в которых превышает 1000 солнечных масс в год», - говорят Тао Ван из Токийского университета и его коллеги. - «Поэтому маловероятно, что они представляют основную популяцию этих ранних массивных галактик».

39 галактик за один раз

Но при этом «нормальные» галактики раннего космоса все еще остаются в значительной степени невидимыми для астрономов. «Свет этих галактик очень слабый и имеет длины волн, которые невидимы для нашего глаза», - объясняет соавтор исследования Котаро Коно из Токийского университета. Из-за расширения космоса их свет был растянут до инфракрасного и микроволнового диапазона. Кроме того, они, вероятно, окутаны и покрыты густыми облаками пыли. Поэтому пока еще не удается определить, насколько плотными и большими были эти ранние галактики. Ван и его команда в своем исследовании пошли по следу, который они обнаружили в данных космического телескопа Spitzer NASA. Этот инфракрасный телескоп уловил слабые сигналы, которые могли исходить именно от таких ранних галактик. Однако для подтверждения того, что обнаружены именно такие галактики, этого было недостаточно.

Вот почему астрономы снова нацелились на эти галактики-кандидаты с помощью Большой миллиметровой / субиллиметровой матрицы Atacama (ALMA) в Чили. «ALMA обладает острым зрением и может раскрывать детали на миллиметровых длинах волн - наилучших длинах волн для проникновения в пыль ранней вселенной», - говорит Ван. - «Но даже в этом случае нам потребовались дополнительные данные с Очень Большого телескопа (Very Large Telescope) в Чили, чтобы доказать, что были действительно обнаружены древние массивные галактики, которых никто раньше не видел». И тогда стало ясно: исследователи обнаружили 39 ранее неизвестных массивных галактик, которые происходят из раннего периода космоса.

Иначе, чем предполагают теории

«Впервые было обнаружено такое большое количество массивных галактик из периода первых двух миллиардов лет существования Вселенной», - рассказывает Ван. Но с этим открытием увеличивается не только количество скоплений звезд, известных с той ранней эры. В значительной степени эти галактики соответствуют именно тому, что астрономы и ожидают от типичной популяции галактик того времени. Как сообщают исследователи, они имеют скорость звездообразования около 200 солнечных масс в год и находятся ближе друг к другу, чем несколько ранее известных галактик активного звездообразования. «Эти галактики представляют собой основную популяцию массивных галактик, которых как раз и не хватало в качестве отсутствующего звена в предыдущих исследованиях», - объясняют Ван и его команда. - «Они, вероятно, и являются предшественниками крупнейших галактик в скоплениях и группах галактик современного космоса».

В то же время недавно открытые галактики ставят под вопрос наши существующие модели и представления о раннем космосе. А все потому, что такие массивные скопления звезд были в то время, очевидно, гораздо более частыми и многочисленными, чем предполагалось общепринятой теорией. «Предыдущие модели недооценивали их плотность на один или два порядка», - сообщают исследователи. - «И это говорит о том, что наше понимание формирования массивных галактик требует тщательного пересмотра». Поскольку телескоп ALMA не подходит для более точного спектроскопического анализа недавно открытых галактик, астрономы надеются, что дальнейшие наблюдения обеспечат больше информации. «Я надеюсь, что будущие обсерватории, такие как космический телескоп James Webb, покажут нам, из чего же были сделаны эти изначальные бестии», - надеется Ван.