Наблюдения ставят новые ограничения на эпоху «космического рассвета» и уточняют, когда в ранней Вселенной начали появляться первые звёзды и структуры
Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST) приблизился к эпохе, когда во Вселенной только начали формироваться первые звёзды и галактики. Новые данные существенно уточняют временные рамки «космического рассвета».
Мультиспектральный обзор JWST, охвативший тысячи объектов и около 0,6 квадратного градуса неба через 150 узких направлений наблюдения, показал резкое снижение темпов формирования галактик уже через 150–200 миллионов лет после Большого взрыва.
Хотя охваченная область неба сравнительно мала — примерно втрое больше площади полной Луны, — такие наблюдения дают уникальную возможность проследить ранние этапы эволюции структуры Вселенной, включая формирование химических элементов, сверхмассивных чёрных дыр и первых галактических систем.
Космолог Ричард Эллис, соавтор исслдеования, отмечает, что изучение столь ранней эпохи фактически позволяет наблюдать «первичные условия», из которых затем развивались все современные галактики, включая Млечный Путь.
Согласно наблюдениям, ранние галактики были крайне компактными — в десятки раз меньше Млечного Пути, с размерами порядка 60–70 световых лет, что сопоставимо скорее со звёздными скоплениями, чем с полноценными галактиками.
Несмотря на малые размеры, эти системы демонстрировали экстремально высокую интенсивность звездообразования — до 20 раз выше, чем у современной галактики. Это указывает на крайне энергичную фазу эволюции ранней Вселенной.
Одной из ключевых целей подобных исследований остаётся поиск звёзд популяции III — первых звёзд, состоящих почти исключительно из водорода и гелия. Они должны быть старыми, сверхмассивными, и с коротким жизненным циклом, что помогало быстро обогащать межзвёздную среду тяжёлыми элементами, делая последующие поколения звёзд «химически сложнее».
Для изучения космического рассвета используются несколько подходов: поиск «химически чистых» галактик без следов кислорода, анализ снижения числа звездообразующих галактик с ростом красного смещения, а также измерение изменения химического состава (например, соотношения кислорода и водорода) на разных этапах ранней Вселенной.
Ещё одним перспективным направлением считается регистрация сигналов линии Лайман-альфа и 21-сантиметрового излучения нейтрального водорода с помощью будущих радиотелескопов, включая проект Square Kilometer Array (SKA) в Западной Австралии.
Учёные отмечают, что понимание эпохи первых звёзд тесно связано с пониманием происхождения химических элементов, планет и, в конечном итоге, условий для возникновения жизни, поскольку именно первые поколения звёзд запустили процесс «обогащения» Вселенной веществом, из которого сформировались последующие системы.