Астрономи використовували рідкісне космічне явище, відоме як “Хрест Ейнштейна”, щоб заглянути в глибини раннього Всесвіту і виявити галактику, яка кидає виклик сучасним теоріям еволюції. Відкриття галактики J1453g виявило «молоду» галактику, що містить зірки, які виглядають напрочуд старими та зрілими, що ставить під сумнів наші уявлення про те, як галактики розвиваються протягом мільярдів років.
Механіка «Хреста Ейнштейна»
Щоб зрозуміти це відкриття, необхідно спочатку розібратися у феномені гравітаційного лінзування. Згідно з теорією відносності Альберта Ейнштейна, масивні об’єкти викривляють тканину простору-часу. Коли світло від далекого джерела проходить поруч із масивним об’єктом, його шлях відхиляється через це викривлення, що діє подібно до гігантської збільшувальної лінзи в космосі.
Найчастіше це створює «Кільце Ейнштейна». Однак, коли вирівнювання між спостерігачем (Землею), масивним об’єктом на передньому плані та далеким джерелом світла майже ідеальне, світло може розділитися на кілька окремих зображень. Ця рідкісна конфігурація і називається “Хрестом Ейнштейна”.
У даному конкретному випадку:
– Лінза: еліптична галактика J1453g.
– Джерело: далекий квазар (область, що живиться надмасивною чорною дірою).
– Результат: квазар постає у вигляді чотирьох окремих точок світла, розташованих у формі хреста, що дозволяє вченим зважити галактику переднього плану з безпрецедентною точністю.
Галактика поза часом
Ці спостереження дозволяють отримати «знімок» Всесвіту таким, яким він був приблизно 8 мільярдів років тому, коли вік космосу становив менше 6 мільярдів років. Хоча технічно J1453g є «первозданной» галактикою на стадії свого розвитку, її склад напрочуд схожий на склад Чумацького Шляху — набагато зрілішої галактики.
Як правило, астрономи очікують, що центральні області еліптичних галактик формуються швидко і в них переважають зірки малої маси. Однак J1453g демонструє іншу реальність. Розподіл її маси та зірковий склад відображають структуру спіральної галактики з перемичкою (подібною до нашої), а не той профіль, який очікується від еліптичної галактики тієї епохи.
Виклик космологічним моделям
Це відкриття порушує важливі питання тимчасових рамках галактичної еволюції. Той факт, що така «молода» галактика має такі «зрілі» зірки, вказує на те, що процеси зіркоутворення та галактичного зростання набагато складніші, ніж припускають поточні моделі.
Дослідники запропонували дві основні теорії для пояснення цієї невідповідності:
1. Повільна еволюція: деякі еліптичні галактики можуть формуватися набагато повільніше, ніж вважалося раніше, що дозволяє розвиватися масивнішим зіркам в їх ядрах.
2. Галактичні зіткнення: галактика могла пережити бурхливу трансформацію, наприклад, злиття з іншою галактикою, що прискорило процес її дозрівання.
«Той факт, що їхній склад дуже схожий на те, що ми бачимо сьогодні в Чумацькому Шляху, за зовсім інших умов та в іншу епоху, дивує», — каже Квіріно Д’Амато з Національного інституту астрофізики Італії.
Висновок
Використовуючи «Хрест Ейнштейна» як природний телескоп, астрономи отримали можливість з високою точністю розглянути «юність» Всесвіту. Це відкриття свідчить у тому, історія масивних космічних структур набагато динамічніша і непередбачувана, ніж передбачала наука раніше.
