Астроном Вэй Чжэн из Университета Джонса Хопкинса (США) и его коллеги, используя телескопы космического базирования «Хаббл» и «Спитцер», отыскали весьма вероятного (12-σ, то есть выше, чем вероятность открытия бозона Хиггса) кандидата в галактики, возраст которого не превышает 475–505 млн лет после Большого взрыва.

Галактика выглядит полностью сформированной — следовательно, её возникновение нужно отнести к ещё более ранней дате. Её красное смещение определено в z = 9,6 ± 0,2, что соответствует 490 ± 15 млн лет после Большого взрыва, или 3,6% от истории нашей Вселенной (принимая настоящее за 100%).

Открытие этого удивительно древнего объекта стало возможным благодаря считанным фотонам. Но и их исследователи не смогли бы увидеть без гравитационного линзирования. (Здесь и ниже иллюстрации Wei Zheng et al.)

Обычно обнаружить галактику, слишком уж удалённую от Земли, — настоящая проблема, ведь от неё до нас физически доходит слишком мало фотонов. Однако астрономам повезло: исследуя всего 12 галактических скоплений ранней Вселенной (с высоким красным смещением), они обнаружили одну галактику, свет которой подвергся сильнейшему гравитационному линзированию — усилению гравитацией какого-то масштабного объекта между ней и нами.

Галактическое скопление, в котором был замечен кандидат, называется MACS J1149+2223, а сама галактика получила наименование MACS1149-JD1. Скорее всего, это совсем не Млечный Путь: тогда, менее чем через полмиллиарда лет после Большого взрыва, спиралевидных галактик вроде нашей ещё не было. По форме (пока установленной весьма примерно) она напоминает скорее неправильную эллиптическую галактику; к тому же она довольно компактна — не более нескольких тысяч лет в любом направлении. Что особенно интересно, благодаря гравитационному линзированию MACS1149-JD1 настолько ярка, что может быть исследована даже спектроскопически при помощи космического телескопа «Джеймс Уэбб». Как полагают первооткрыватели, это позволит лучше представить себе Вселенную эпохи реионизации и даже, возможно, установить химический состав гипотетических звёзд первого поколения.

Размер галактики MACS1149-JD1 (в красном кружке), по предварительным оценкам, ни в одном направлении не превышает 1,28 кпк. Крошка!

Подчеркнём ещё два момента: возраст галактики к моменту наблюдения составляет примерно 200 млн лет (вероятность, что он выше, равна 5%), то есть сформировалась она примерно через 300 млн лет после Большого взрыва. Это первый наблюдаемый в разных диапазонах объект столь раннего возникновения. По сути, перед нами самая древняя галактика Вселенной.

Кроме того, астрономы полагают, что если они нашли столь пожилой объект, просматривая весьма небольшой участок неба (всего 12 галактических скоплений), то при более тщательных поисках по сходной методике может быть обнаружено множество галактик такого рода.

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nature, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Ars Technica.