Секреты первых галактик в космосе раскрыты чилийскими астрономами: «Они похожи на крушение поезда, но в космосе».

Когда астроном Монтсеррат Мартинес (Талькауано, 31 год), постдокторский исследователь в Ядре галактик тысячелетия (Мингал), увидела, как формировались первые галактики в космосе, она изумилась. "Они не были ни спиральными, ни эллиптическими, какими мы их обычно знаем. Они были похожи на крушение поезда, только в космосе", - рассказала она EL PAÍS. Она была частью команды из более чем 40 международных исследователей из проекта CRISTAL, возглавляемого Мингалом, который провел эту первую перепись газа, пыли и звезд в галактиках, когда Вселенной было около миллиарда лет после взрыва. Это эквивалентно примерно 10% ее нынешнего возраста. Подробности исследования были опубликованы 1 июля в журнале Astronomy Astrophysics. Исследованием руководил Родриго Эррера-Камус (Rancagua, 41 год), директор Mingal и астроном из Университета Консепсьона, который говорит, что сегодня «у нас есть новый семейный портрет ранней эволюции галактик». Исследование было сосредоточено на оценке около 39 галактик. "Нам впервые удалось изучить холодный газ в этих галактиках - сырье, из которого рождаются звезды. Мы обнаружили, что эти молодые галактики имеют очень сложную структуру, в них есть галактические ветры, выдувающие газ из их дисков, и они содержат больше космической пыли и металлов, чем можно было бы ожидать", - объясняет он. Эти изображения стали возможны благодаря радиотелескопу ALMA, расположенному в засушливой пустыне Атакама, в сочетании с космическими телескопами James Webb и Hubble. Два последних телескопа показали популяции молодых и старых звезд, а ALMA позволил наблюдать за холодным газом и космической пылью. "Это было похоже на ультразвуковое, рентгеновское исследование и анализ крови галактики. Это было похоже на диагностику. Сегодня мы можем получить больше информации, чем в прошлом", - говорит Мартинес. В журнале Astronomy and Astrophysics отмечается, что в первые космические эпохи, проанализированные в обзоре CRISTAL, галактики переживали быстрый рост и интенсивное звездообразование. «Наблюдение за их размерами и морфологией - дисками, скоплениями и пространственными смещениями между различными трассерами - показывает, как эти галактики собирались под влиянием гравитации, слияний и обратной связи», - добавляет он. Эррера-Камус объясняет, что для того, чтобы понять, как формировались галактики, подобные Млечному Пути, важно заглянуть в прошлое: «В астрономии это возможно, поскольку свет движется с конечной скоростью [около 300 000 км/с в вакууме], что позволяет нам заглянуть в прошлое», - говорит он. Астроном отмечает, что, помимо прочих наблюдений, они обнаружили, что по крайней мере половина оцененных галактик вращалась на ранней стадии развития Вселенной: «Они были достаточно зрелыми». Идея переписи галактик на ранней стадии развития родилась в результате беседы Эрреры-Камуса с нобелевским лауреатом 2020 года Райнхардом Генцелем, директором Института внеземной физики имени Макса Планка, несколько лет назад в Германии. Он сказал мне: «Родриго, это та область, в которой, как мне кажется, в будущем будет большой прогресс». И я внял его словам, его совету и начал исследования. Сначала я сделал пилотный проект, сосредоточился на одной галактике, а потом на нескольких", - вспоминает академик. Следующим шагом стал поиск поддержки, и так была сформирована команда из более чем 40 астрономов со всего мира во главе с чилийскими профессорами Мануэлем Аравеной из Университета Диего Порталеса и Хорхе Гонсалесом из Понтификального университета Католики. Процесс является высококонкурентным. Обсерватория ALMA, расположенная на плато Чахнантор, на высоте около 5 000 метров над уровнем моря в пустыне Атакама, ежегодно получает более тысячи заявок на проведение наблюдений. По словам Эрреры-Камуса, проект, на который они подали заявку от Мингаля, известен как крупномасштабный, и за 12 лет существования ALMA был одобрен только один проект под руководством чилийской команды. Он был одобрен в 2021 году, всего через два года они начали наблюдения и завершили их в 2025 году. Исследователи говорят, что открытия, сделанные в ходе проекта CRISTAL, ставят под сомнение существующие модели формирования галактик и открывают двери для будущих исследований. «Мы получили эти результаты, но теперь задача состоит в том, чтобы объяснить, почему ранние галактики имеют такую неправильную форму», - добавляет Мартинес.