Вс. Май 19th, 2024

Ученые объяснили избыток массивных галактик в ранней Вселенной

Новая теория объясняет избыток массивных галактик уже в первые полмиллиарда лет после Большого взрыва вопреки общепринятой теории.

Ученые объяснили избыток массивных галактик в ранней Вселенной

Астрофизики из Еврейского университета в Иерусалиме опубликовали новую теоретическую модель, раскрывающую тайну образования ранних массивных галактик во Вселенной, в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Полученные данные естественным образом объясняют недавние наблюдения, проведенные с помощью космического телескопа Джеймса Вебба, которые выявили удивительный избыток массивных галактик во Вселенной — уже в первые полмиллиарда лет после Большого взрыва — вопреки общепринятой теории.

Телескоп Джеймса Вебба был запущен в космос в конце 2021 года и начал получать изображения далеких галактик уже в июле 2022 года. Исследователи неожиданно обнаружили избыток массивных галактик в ранней Вселенной по сравнению с количеством галактик, ожидаемым согласно общепринятой теории.

Согласно предложенной исследователями теоретической модели, особые условия, преобладавшие в первичных галактиках, высокой плотности и низкого содержания тяжелых элементов, позволяли формировать звезды с высокой эффективностью без помех со стороны других звезд.

«Уже в первые полмиллиарда лет исследователи обнаружили галактики, каждая из которых содержит около десяти миллиардов звезд, подобных нашему Солнцу», — делится профессор Авишай Декель (Avishai Dekel).

Это открытие удивило исследователей, которые пытались найти правдоподобные объяснения загадки, начиная от возможности того, что наблюдательная оценка количества звезд в галактиках преувеличена, до предположения о необходимости критических изменений в стандартной космологической модели Большого взрыва.

Согласно господствующей теории образования галактик, гравитация заставляет газ, рассеянный во Вселенной, коллапсировать в центры гигантских сферических облаков темной материи, где он становится светящимися звездами, подобными Солнцу. Однако теория и наблюдения на сегодняшний день показали, что эффективность звездообразования в галактиках низка: только около 10 процентов газа, попадающего в облака, становятся звездами.

Неэффективность вызвана тем, что оставшийся газ нагревается или выдувается из галактик под влиянием ветров и взрывов сверхновых звезд, которые успели сформироваться первыми. Это противоречит последним данным телескопа Вебба об огромном количестве звезд, созданных за короткий промежуток времени.

В этом исследовании профессор Декель и его команда предлагают процесс, названный «звездообразование без обратной связи» (FFB), который и объясняет загадку. В уникальных условиях, преобладающих в ранних галактиках, газ эффективно превращается в звезды, не прерываясь процессами обратной связи. Эта идея основана на временной задержке более чем в один миллион лет между образованием массивных звезд и их последующими взрывами в виде сверхновых.

Исследователи предполагают, что до обогащения газа тяжелыми элементами, образующимися в звездах, звездообразующие облака в плотной ранней Вселенной имели плотность выше порога, который позволял газу быстро коллапсировать в звезды в пределах «окна возможности» одного миллиона лет. Этот процесс высокоэффективного звездообразования при отсутствии обратной связи объясняет наблюдаемый избыток массивных галактик.

Источник: Avishai Dekel et al, Efficient formation of massive galaxies at cosmic dawn by feedback-free starbursts, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2023). DOI: 10.1093/mnras/stad1557

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *