Водород и гелий были единственными значимыми элементами, созданными во время Большого взрыва. Более тяжелые элементы, такие как кислород? Они появились позже, образовались в сердцах звезд и были выброшены в космос, когда эти звезды умерли. Вот почему обнаружение кислорода в такой ранней галактике удивительно — это означает, что звезды уже жили, умирали и обогащали свое окружение гораздо раньше, чем предполагалось.

«Это все равно что найти подростка там, где можно было бы ожидать только младенца», — сказал Сандер Шоус (Sander Schouws), доктор наук из Лейденской обсерватории, руководитель одного из исследований.

Это открытие рисует кардинально иную картину ранней Вселенной. Оно позволяет предположить, что формирование галактик не было медленным и постепенным процессом, как считали ученые, а было быстрым, энергичным и химически активным с самого начала.

Что позволило сделать это открытие?

Впервые галактика была замечена в 2023 году космическим телескопом НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), но именно мощный массив Атакама (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ALMA) выявил ее удивительное химическое богатство. Согласно полученным данным, JADES-GS-z14-0 содержит в десять раз больше тяжелых элементов, чем ученые ожидали для галактики такого возраста.

«Я был поражен неожиданными результатами, потому что они открывают новый взгляд на первые этапы эволюции галактик, — говорит Стефано Карниани (Stefano Carniani ) из Пизанской нормальной высшей школы (Scuola Normale Superiore), возглавлявший второе исследование.

Эти находки ставят под сомнение давно известные предположения и поднимают новые вопросы. Как в такой молодой галактике могли существовать звезды, достаточно старые для того, чтобы в них образовался кислород? Когда образовались самые первые звезды? И могут ли в космической тени скрываться еще более древние, более развитые галактики?

Сдвиг в нашей космической хронологии

Независимые эксперты также заинтригованы. Герго Поппинг, астроном из Европейского регионального центра ALMA, который не принимал участия в исследовании, прокомментировал новаторские результаты:

«Я был очень удивлен таким четким обнаружением кислорода в JADES-GS-z14-0. Это говорит о том, что галактики могут формироваться быстрее после Большого взрыва, чем считалось ранее».

Последствия выходят за рамки одной галактики. Они затрагивают самые основы нашего понимания формирования материи, звезд и структуры во Вселенной.

Яркость JADES-GS-z14-0 делает ее идеальной целью для будущих наблюдений. Поскольку JWST и ALMA продолжают исследовать самые ранние эпохи космоса, ученые надеются, что им удастся обнаружить еще больше химически развитых галактик в неожиданных местах. Подробнее об открытии можно прочитать в исследованиях, опубликованных в журналах The Astrophysics Journal и Astronomy & Astrophysics.

Это открытие не только заставляет пересмотреть сроки формирования галактик, но и ставит под сомнение существующие модели звездной эволюции. Требуется переосмысление процессов, происходящих в самых ранних звездах, чтобы понять, как они могли так быстро синтезировать и рассеять тяжелые элементы, такие как кислород. Возможно, первые звезды были гораздо массивнее и с более коротким жизненным циклом, чем те, что мы наблюдаем сегодня.

Свет от JADES-GS-z14-0 прошел огромное расстояние, прежде чем достиг Земли, что означает, что галактику мы видим в ее младенческом состоянии. Изучение этого света дает бесценную информацию о физических условиях и химическом составе Вселенной в то время.

Ученые активно работают над созданием новых моделей, которые могли бы объяснить существование JADES-GS-z14-0 и других подобных галактик. Эти модели должны учитывать быстрое формирование звезд, эффективное обогащение тяжелыми элементами и раннее образование галактических структур.

В будущем, благодаря возможностям JWST и ALMA, нас ждут новые открытия. Астрономы надеются обнаружить еще больше подобных «космических подростков» и собрать более полную картину ранней Вселенной. Это позволит уточнить наши представления о том, как зародился и развивался космос.