Ранняя Вселенная была не такой уж первозданной, как считали учёные

Космический телескоп Джеймса Уэбба обнаружил, что галактики распространяли углерод, кислород и другие тяжёлые элементы в космическом пространстве всего через 500 млн лет после Большого взрыва. Это неожиданное открытие говорит о том, что молодая Вселенная стала химически обогащённой гораздо раньше, чем предполагалось, и это потенциально могло стереть следы самых первых звёзд.

Согласно общепринятым представлениям, газ вокруг первых галактик должен был оставаться почти первозданным и состоять в основном из водорода и гелия. Однако исследование под руководством астрономов Университета Аризоны, опубликованное в журнале «Nature Astronomy», показывает, что ранние галактики уже выбрасывали тяжёлые элементы в окружающее пространство. Учёные изучали три чрезвычайно далёкие галактики, свет которых шёл более 13 млрд лет, то есть мы видим их примерно через 500 млн лет после Большого взрыва, в эпоху реионизации. Используя галактики как фоновые источники света, авторы анализировали спектры поглощения и обнаружили признаки углерода, кислорода и кремния. Линии поглощения были смещены в синюю сторону относительно красного смещения самих галактик, что указывает на отток газа с тяжёлыми элементами в межгалактическое пространство. Для этого понадобилось почти 30 часов экспозиции космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST).

Находка свидетельствует, что барионный цикл — обмен веществом между галактиками и их окружением — начался очень рано. Галактики, по-видимому, не были изолированными объектами, а взаимодействовали с окружающей средой как часть более крупной галактической экосистемы. Химические сигнатуры вокруг этих юных галактик оказались похожи на те, что наблюдаются вокруг гораздо более зрелых галактик спустя миллиарды лет. Это также может объяснить давнюю загадку звёзд населения III: если пространство вокруг галактик обогащалось уже через 500 млн лет после Большого взрыва, то по-настоящему первозданный газ мог исчезнуть быстро, а значит, первые звёзды из чистого водорода и гелия могли не сохраняться достаточно долго, чтобы их было легко наблюдать.