В статье, опубликованной в Astronomical Journal , астрономы проанализировали эволюцию массивных галактик при красных смещениях 4–8, выбранных из раннего обзора космической эволюции JWST (CEERS).
«Мы по-прежнему видим больше галактик, чем предсказывалось, хотя ни одна из них не настолько массивна, чтобы «разрушить» Вселенную», — заявила Кэтрин Чворовски из Техасского университета в Остине.
Согласно новому исследованию, галактики, которые кажутся слишком массивными, вероятно, являются носителями черных дыр, быстро поглощающих газ.
Трение в быстро движущемся газе испускает тепло и свет, делая эти галактики намного ярче, чем если бы этот свет исходил только от звезд.
Из-за этого дополнительного света может показаться, что галактики содержат гораздо больше звезд и, следовательно, более массивны, чем мы могли бы предположить.
Когда ученые исключили из анализа эти галактики, называемые маленькими красными точками, оставшиеся ранние галактики оказались не слишком массивными, чтобы вписаться в предсказания Стандартной модели.
«Итак, суть в том, что с точки зрения Стандартной модели космологии кризиса нет», — сказал профессор Стивен Финкельштейн из Института Стивена Финкельштейна. «Всякий раз, когда у вас есть теория, которая так долго выдерживала испытание временем, вам нужны неопровержимые доказательства, чтобы действительно отвергнуть ее. А это просто не тот случай».
Хотя они и решили главную дилемму, остается менее сложная проблема: в данных Уэбба о ранней Вселенной по-прежнему примерно в два раза больше массивных галактик, чем ожидалось в рамках Стандартной модели.
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», — сказала Чворовски.
Звездообразование происходит, когда горячий газ остывает достаточно, чтобы поддаться гравитации и сконденсироваться 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 происходит очень медленно.
Но, возможно, согласно некоторым теориям, поскольку ранняя Вселенная была плотнее, чем сегодня, было труднее выдувать газ во время звездообразования, что позволяло процессу идти быстрее.
Параллельно астрономы анализировали спектры маленьких красных точек, обнаруженных Уэббом, причем исследователи из команды CEERS и других организаций обнаружили свидетельства наличия быстро движущегося водородного газа — признака аккреционных дисков черных дыр.
Это подтверждает идею о том, что по крайней мере часть света, исходящего от этих компактных красных объектов, исходит от газа, вращающегося вокруг черных дыр, а не звезд, что подтверждает вывод Хворовски и его коллег о том, что они, вероятно, не столь массивны, как первоначально считали астрономы.
Однако дальнейшие наблюдения за этими интригующими объектами уже ведутся и должны помочь решить загадку о том, сколько света исходит от звезд, а сколько — от газа вокруг черных дыр.
В науке часто бывает так, что ответ на один вопрос приводит к появлению новых вопросов.
Хотя авторы показали, что Стандартная модель космологии, скорее всего, не нарушена, их работа указывает на необходимость новых идей в области звездообразования.
«И поэтому все еще есть это чувство интриги. Не все полностью понято. Именно это делает занятие такого рода наукой увлекательным, потому что это было бы ужасно скучным занятием, если бы одна статья все объяснила или не было больше вопросов, на которые нужно было бы отвечать», — сказала Чворовски.
