Международная группа астрономов и астрофизиков раскрыла природу света одной из самых ранних галактик, опровергнув предыдущую гипотезу о механизме излучения. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Наблюдения были проведены в течение 10 часов с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) за двумя необычайно яркими галактиками с красными смещениями 14,3 и 13,9 (оба соответствуют времени путешествия света около 13,3 миллиарда лет), возникшими через 300 миллионов лет после Большого взрыва. Ученые получили спектрографические данные ближнего инфракрасного диапазона, и идентифицировали в них предел Лаймана.
Пределом Лаймана называется волна электромагнитного излучения длиной 91,15 нанометра, порождаемая переходом атома водорода из основного состояния в ион водорода. Присутствие предела в излучении галактики указывает на то, что она сформирована ранними звездами, состоящими преимущественно из водорода с низким содержанием металлов.
Если в регионе происходит звездообразование, то скопления нейтрального газа поглощают значительную долю волн, чья длина короче предела Лаймана, что известно как лаймановский разрыв. В спектре двух изученных галактик были обнаружены выраженные разрывы, что доказывает существование интенсивного звездообразования уже через 200 миллионов лет после Большого взрыва.
Ранее считалось, что яркость JADES-GS-z14-0 обусловлена активной сверхмассивной черной дырой, образовавшейся от прямого коллапса плотных газовых облаков, поскольку активное звездообразование вряд ли могло происходить в относительно ранней Вселенной. Однако исследование показало, что вокруг ядра этой галактики находится гало молодых звезд. Кроме того, галактика также оказалась более крупной, чем ожидалось, и содержит больше пыли и кислорода, что указывает на длительную историю звездообразования.