Автор: Нелл Гринфилдбойс
Представьте себе, что вы ничего не знаете о своем детстве, ничего о том, откуда вы родом, и потратили годы на поиски ответов на эти вопросы. Затем кто-то передает вам только что обнаруженную коллекцию фотографий, на которых вы запечатлены во младенчестве. Наконец-то вы сможете внимательно изучить каждую деталь, ища подсказки о себе и о том, как вы стали таким, какой вы есть.
Именно это происходит сегодня с астрономами в ожидании того, как долгожданный телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов наконец-то отправится в космос (статья вышла ещё до успешного запуска — прим.ред).. Если все пойдет хорошо, то вскоре он покажет нам, как выглядела Вселенная, когда она только зарождалась, почти 14 миллиардов лет назад.
Космический телескоп НАСА Джеймс Уэбб, самый мощный космический телескоп в истории, стоит на стартовой площадке во Французской Гвиане. Он способен обнаружить инфракрасный свет от галактик, которые находятся столь далеко, что свет от них путешествует по космосу почти всю историю Вселенной.
Это означает, что когда астрономы обнаружат свет от этих звезд и галактик, это будет похоже на получение снимков из далекого прошлого.
«Мы пытаемся восстановить историю о том, как появились первые галактики и как они превратились в галактики, которые мы видим сегодня и в которых живем» — говорит Маруша Брадач, астроном из Калифорнийского университета в Дэвисе. «Если неизвестно начало, то очень сложно понять, как происходила эволюция».
Телескоп или машина времени?
Млечный Путь — это родной дом человечества, но во Вселенной есть сотни миллиардов, если не триллионы других галактик.
«Галактика Андромеды — самая близкая к нам галактика. Ее даже можно увидеть невооруженным глазом, что очень здорово» — говорит Бредач. «Но когда вы смотрите на эту галактику, то видите ее такой, какой она была 2,2 миллиона лет назад».
Всё потому, что свету требуется 2,2 миллиона лет, чтобы пройти весь путь от галактики Андромеды до Земли.
С помощью телескопов астрономы смогли увидеть более отдаленные галактики, что означает, что у них получилось заглянуть дальше в историю Вселенной. На сегодняшний день самая далекая галактика из когда-либо открытых, GN-z11, была обнаружена космическим телескопом Хаббл.
Для неподготовленного глаза она выглядит как красное пятно, но «по сути, это все равно что заглянуть в прошлое на 13,3–13,4 миллиарда лет назад» — отмечает Шарлотта Мейсон, доцент Института Нильса Бора и университета Копенгагена. «Это всего лишь 300–400 миллионов лет после Большого взрыва».
Хаббл ограничен в том, насколько далеко в прошлое он может заглянуть, поэтому найти эту галактику было своего рода удачей. Астрономы заметили ее только потому, что десятилетия использования телескопа позволили им просмотреть большую часть неба, а эта конкретная ранняя галактика удивительно яркая.
«Потенциально она более массивна или формирует звезды гораздо быстрее, чем предсказывают большинство теоретических моделей» — говорит Мейсон. «Уже одна эта галактика заставила нас усомниться в некоторых наших предположениях о том, как развиваются эти структуры».
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» должен предоставить больше информации о множестве других галактик такого возраста и даже старше, что поможет исследователям понять, как галактики формировались и изменялись в привычные формы и структуры, наблюдаемые сегодня.
«Нам действительно нужны гораздо лучшие образцы, нам нужно гораздо больше галактик, и нам нужно сделать шаг назад во времени, чтобы увидеть, как они растут» — говорит Гарт Иллингворт, астроном из университета Калифорнии в Санта-Крузе.
Космический телескоп «Джеймс Уэбб» оснащен технологией, которая позволит ему увидеть 100–200 миллионов лет после Большого взрыва.
«То есть, действительно, тот период, когда, как мы считаем, образовались самые первые галактики» — говорит Мейсон.
Этот телескоп, на разработку и создание которого ушли десятилетия, также оснащен приборами, которые позволят ученым исследовать химический состав галактик.
Наблюдение за взрывом самых ранних звезд во Вселенной
Святой Грааль для ученых, изучающих раннюю Вселенную, — это свет от самой первой галактики или самых первых звезд, говорит Мейсон. Эти первые звезды должны были сформироваться из элементов, образовавшихся в результате Большого взрыва, в основном гелия и водорода.
«Они заложили основу для всего последующего формирования галактик и звезд» — подчеркивает специалист. «И действительно фундаментально изменили свое окружение».
Однако шансы увидеть эти звезды с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб невелики. «Но есть шанс увидеть взрыв одной из этих звезд» — говорит Мейсон.
Эти взрывы извергли другие химические элементы, образовавшиеся в самых ранних звездах, и направили Вселенную по тому пути, по которому углерод, кислород и другие элементы в конечном итоге стали строительными блоками жизни.
Иллингворт считает, что космический телескоп «Джеймс Уэбб» не сможет увидеть самую первую звезду в истории.
«Это просто практически невозможно» — говорит он, добавляя, что даже первые маленькие растущие галактики с небольшим количеством звезд также вряд ли будут обнаружены.
«Но мы вернемся к тому моменту, когда мы действительно начнем видеть галактики на очень ранней стадии, так что мы сможем проследить всю историю, по сути, с тех пор, через 200 миллионов лет после Большого взрыва, и до наших дней» — говорит Иллингворт. «Вот что удивительно в таком телескопе».
Люди уже давно смотрят на небо и пытаются понять наше место во Вселенной, отмечает Мейсон, и космический телескоп «Джеймс Уэбб» — это последний шаг вперед в этом древнем поиске.
«Как мы сюда попали? Какова история нашей Вселенной, которая привела нас к тому, что мы можем сидеть здесь и думать об этом?» — вопрошает она. «Для меня это означает начать с самого начала. Как образовались самые первые галактики в нашей Вселенной? Потому что это действительно строительные блоки Млечного Пути, в котором мы живем».
Оригинал: NPR
