Около 100 лет назад считалось, что наша галактика и есть вся Вселенная. Столетие спустя мы можем наблюдать объекты на расстоянии более 13 миллиардов световых лет, что приближает нас к моменту Творения. Следующие 10 открытий произошли у самой границы существующего мира. Они показывают нам, насколько странным и поразительным местом была ранняя Вселенная.
10. Галактика из Начала времен
Любимый учеными телескоп Хаббл получил изображение с момента рождения Вселенной, спустя всего 400 миллионов лет после Большого взрыва. Он зафиксировал яркую младенческую галактику GN-z11 такой, какой она была колоссальные 13,4 миллиарда лет назад.
На торт момент возраст Вселенной составлял всего три процента от ее нынешнего возраста, и прошло всего несколько сотен миллионов лет с тех пор, как появились первые звезды. GN-z11, вероятно, выросла в настоящего гиганта. Но на этом изображении ее масса составляет всего 1 процент массы Млечного Пути, а звезды заключены в структуру, размер которой в 25 раз меньше, чем размер нашей галактики.
9. Столкновение галактик со вспышкой звездообразования
Галактики со вспышкой звездообразования ярко вспыхивают с рождением бесчисленных массивных синих звезд. Они являются редкостью, но недавно астрономы заметили, что две из них столкнулись 12,7 миллиарда лет назад прямо на границе Большого взрыва. Закрученной, би-галактической структуре около 12,8 миллиарда световых лет, и ее называют ADFS-27. Каждый из ее компонентов в десятки раз больше, чем Млечный путь шириной в 100 000 световых лет.
Разделенные 30 000 световыми годами, два тела увеличиваются относительно друг друга со скоростью в сотни километров в секунду, создавая более безумное поглощение, чем где-либо еще. Полученный в результате мега-монстр эллиптической формы, вероятно, будет достаточно мощным, чтобы образовать целое скопление галактик, захватывая своей гравитацией сотни тысяч других галактик.
8. Самые древние черные дыры
Ученые, сканирующие раннюю Вселенную в поисках квазаров, недавно обнаружили скопление, подтверждающие существование 83 новых черных дыр в дополнение к 17 ныне известным. Эти объекты в миллионы или миллиарды раз массивнее нашего Солнца. Они уже существовали в те времена, когда возраст Вселенной составлял менее 10% ее нынешнего возраста, спустя всего 800 миллионов лет после Большого взрыва.
Исследователи подсчитали, что если учесть эти квазары и разделить Вселенную на кубы, сторона каждого из которых составляет миллиард световых лет, то в каждом из них окажется по одной черной дыре на «гига-световой год».
7. Толстые и пыльные галактики
В гигантских галактиках эпохи Большого взрыва полно пыли и мусора, и они могут испускать излучение равное излучению триллиона Солнц. Но при этом они невидимы, потому что свет, излучаемый ими, поглощается пылью и затем снова излучается уже на волнах субмиллиметровой длины.
Исследователям удалось определить очень «толстую» и пыльную структуру, в которой было много материи и мало тел. Эта галактика обладает колоссальной газовой массой в 330 миллиардов Солнечных масс. Для сравнения, газовая масса Млечного Пути составляет пять миллиардов Солнечных масс, потому что большую часть его массы составляют звезды.
6. Вихревые галактики на краю космоса
Атакамская большая [антенная] решётка миллиметрового диапазона ALMA настроена настолько тонко, что с ее помощью удалось просмотреть 94 процента Вселенной и обнаружить вращение двух зародышевых галактик. Это одна из старейших галактик в истории и, согласно полученному снимку, на котором зародыши запечатлены спустя 800 миллионов лет после Большого взрыва, она в пять раз меньше Млечного Пути.
Несмотря на то, что так она выглядела почти 13 миллиардов лет назад, цветовые градиенты указывают на движение газа и вращение галактик. Подобно современным галактикам, они вращаются подобно водоворотам, рождая из хаоса тысячи звезд каждый год. Они удивительно упорядочены, говорят исследователи, которые удивляются тому, как быстро Вселенная смогла воспользоваться своими ресурсами и распространить себя дальше.
5. Самые ранние черные дыры были просто чудовищными
Удачно расположенная галактика, удаленная от нас на шесть миллиардов световых лет, сыграла роль увеличительной космической линзы, перенаправляя и усиливая некоторые из старейших существующих фотонов. Эти фотоны были выброшены квазаром J0439+1634, который (благодаря эффекту линзы) выглядит в 50 раз ярче и освещает ранний космос светом мощностью в 600 триллионов Солнц.
Масса черной дыры, питаемой квазаром, составляет 700 миллионов Солнц, а ее возраст равен 12,8 миллиардам лет. В ту Эпоху Реионизации первые источники света пронзили непрозрачный водородный и гелиевый туман, окутывавший молодую Вселенную.
4. Облако «ископаемого газа»
Вселенная — это большой ведьмовской горшок с химикатами, и в нем обычно много чего смешивается. По-видимому, тяжелые элементы есть повсюду, но ученым удалось идентифицировать первозданное реликтовое облако ископаемого газа. На данный момент это только третье реликтовое газовое облако, и ему удалось остаться незагрязненным даже через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва.
Также оно очень тонкое, что подтверждает его статус первобытного образования с самых ранних дней существования Вселенной. Доля тяжелых элементов в облаке составляет менее 1/10 000 их доли в Солнце. Это должно означать, что данное образование осталось от далекой эры, когда звезды еще не выкачивали тяжелые элементы, такие как металлы.
3. Неожиданный поворот в истории про звезду с двумя планетами
Астрономы обнаружили сувенир, оставшийся с Начала времен, который находился всего в 375 световых годах от нас. В звезде HIP 11952 полно водорода и гелия, но отмечается сильная нехватка металлов. Такая звезда могла существовать только на заре Вселенной. Возрастом около 12,8 миллиарда лет, она сформировалась, когда наш Млечный Путь «был еще ребенком».
В 2012 году ученые были потрясены, обнаружив, что эта звезда скрывает нечто еще более удивительное — две невероятно древние планеты. Ученые спорят относительно происхождения планет в дни первых звезд, поскольку в то время планеты, возможно, не могли сформироваться из-за отсутствия тяжелых элементов. Они думали, что открытие HIP 11952 поможет нарисовать более четкую картину тех дней, когда могли появиться первые планеты.
Но эта история вдруг приняла неожиданный оборот. Используя новый спектрограф высокого разрешения HARPS-N на Национальном телескопе Галилео (Galileo National Telescope) в Испании, за 150-дней с августа 2012 по январь 2013 года, астрофизикам удалось провести больше измерений HIP 11952. Вместо того, чтобы обнаружить в этой системе две гигантские планеты, они не нашли ничего. В конечном итоге они пришли к выводу, что предыдущее открытие двух древних планет были ошибкой, спровоцированной погрешностью приборов.
2. Невероятно яркий квазар
P352-15 – это самый яркий радио-квазар ранней Вселенной 10 уровня. Он похож на три оранжевых пятна, но эти пятна скрывают галактику шириной в 5000 световых лет, какой она была 13 миллиардов лет назад. Хотя в тот момент Вселенной было меньше миллиарда лет, P352-15 уже был квазаром со сверхмассивной черной дырой, извергающей излучение с релятивистской скоростью.
Вероятно, этот извергающийся сверхмассивный монстр, находится в одном из пятен, расположенных по сторонам Два других пятна – это мощные смертоносные струи, выбрасываемые из пасти черной дыры со скоростью, близкой к скорости света.
1. Галактика, в которой полно старых звезд
Недавно астрономы обнаружили слабый сгусток ионизированного кислорода на участке пространства в 13,3 миллиарда световых лет. Он принадлежит галактике MACS1149-JD1, и отличается насыщенным красным цветом потому, что свет был растянут во время эпического путешествия, которое началось спустя всего 500 миллионов лет после Большого взрыва.
Существование кислорода означает, что звезды из MACS1149-JD1 светили долгое время, достаточно долгое, чтобы произвести этот кислород. Кроме того, в MACS1149-JD1 полно взрослых звезд. Астрономы говорят, что эти звезды светили в период спустя всего 250 миллионов лет после Большого взрыва, что не слишком далеко от рождения самых первых звезд.
