Астрономы выявили галактику, которую мы наблюдаем такой, какой она была 13 миллиардов лет назад, всего через 800 миллионов лет после Большого взрыва. Это одна из самых химически примитивных галактик, когда-либо исследованных, и в ней могут находиться следы первых звезд во Вселенной.
Исследовать первые звезды и галактики весьма сложно — они находятся на колоссальном расстоянии от нас, а их свет крайне слаб. Однако космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST), запущенный в 2021 году, способен заглядывать в далекое прошлое, фактически в эпоху формирования первых космических объектов. Уникальные инструменты телескопа позволяют заглядывать очень далеко, в области, свет от которых идет к нам миллиарды лет. Это означает, что ученые могут наблюдать Вселенную в тот период, когда только начинали возникать первые звезды и галактики.
Благодаря этой обсерватории стоимостью 10 миллиардов долларов группа исследователей под руководством Кимихико Накадзимы из Университета Канадзавы в Японии смогла обнаружить тусклую древнюю галактику LAP1-B.
В обычных условиях обнаружить такую маленькую и удаленную галактику было бы невозможно. Но японским астрономам повезло: между нами и LAP1-B находится массивное скопление более близких галактик, которое действует как гигантская космическая лупа. Это явление называется гравитационным линзированием — массивные объекты искривляют пространство-время и усиливают свет от удаленных источников. В данном случае свет от LAP1-B усилился в 100 раз.
Исследователи установили, что большая часть света галактики идет не от звезд, а от светящихся газовых облаков. Разложив этот свет в спектр и проанализировав линии излучения, они определили химический состав газа и получили впечатляющие результаты.
Выяснилось, что найденная галактика практически не содержит тяжелых элементов — кислорода в ней примерно в 240 раз меньше, чем в Солнце. Это делает LAP1‑B одной из самых химически примитивных звездообразующих галактик, известных науке.
Кроме того, в спектре было обнаружено интенсивное ионизирующее излучение, характерное для звезд первого поколения. Особенно интересным оказалось повышенное соотношение углерода к кислороду — это точно соответствует предсказанной химической подписи взрывов первых звезд из так называемого Населения III, которые существовали на заре Вселенной. Современные звезды относятся к Населению I и содержат значительно больше тяжелых элементов.
