Что мы знаем о скорости образования галактик в ранней Вселенной?

Похоже, что практика вновь заставила нас краснеть, ибо гравитационное линзирование рекордной дальности способно резко скорректировать наши представления на сей счёт. Редкая случайность позволила астрономам зарегистрировать усиление света, 9,4 млрд лет шедшего до нас от далёкой галактики. Или это не было случайностью?

Арьен ван дер Вель (Arjen van der Wel) из Института астрономии Общества Макса Планка (Германия) вместе с коллегами обновил державшийся 30 лет рекорд дальности зарегистрированного гравитационного линзирования галактик.

Хотя с помощью новых наблюдений и удалось подтвердить ряд более ранних предположений астрономов, сам факт столь удалённого линзирования говорит о возможной недооценке количества молодых ярких галактик в ранней Вселенной.

Событие гравилинзирования J100018.47+022138.74 оказалось неожиданной находкой для учёных. (Здесь и ниже иллюстрации NASA / ESA Hubble Space Telescope.)

Гравитационное линзирование не назовёшь новинкой: первое было открыто в 1979 году, а предсказаны такие объекты даже раньше. Само наблюдение линзирования такого типа обеспечивается двумя компонентами — линзирующим массивным объектом, искажающим свет от удалённого источника и усиливающим его, и вторым объектом, усиленный свет которого и регистрируют астрономы.

Понятно, что шанс гравитационного линзирования тем выше, чем больше в том или ином регионе Вселенной массивных объектов. Поэтому в самом начале истории мироздания гравитационных линз не могло быть очень много, так как для этого не хватало массивных галактик. И действительно, самое далёкое гравилинзирование из известных до наблюдений г-на ван дер Веля было выявлено 30 лет назад и касалось галактики, находящейся на расстоянии в 8 млрд световых лет.

Однако теперь в данных различных телескопов, включая «Хаббл», астрономам удалось найти следы молодой галактики со сравнительно малой массой (порядка 100 млн солнечных), которая подверглась линзированию объектом, находящимся с ней почти на одной линии. Речь о другой галактике с угловым расстоянием между обеими около 0,01 секунды дуги. Столь малое расхождение соответствует примерно одному миллиметру на двадцать километров — то есть оба объекта заодно с земным наблюдателями, их зарегистрировавшими, по сути, оказались на одной линии.

Это линзирование впервые помогло астрономам наверняка проверить их оценки масс галактик на столь большом удалении от Земли. И оказалось, что оценки вполне точны.

Телескоп «Хаббл», при помощи которого был зарегистрирован свет далёкой галактики.

Но в то, что практически на одной линии оказались две галактики, включая ту, что отстоит от нас на 9,4 млрд световых лет, поверить очень трудно. Одно из двух: или астрономам сопутствовала фантастическая удача, или молодые яркие галактики в ранней Вселенной встречались куда чаще, чем мы думаем сегодня. Объекту, который подвергся линзированию, не более 40 и не менее 10 млн лет, и если даже эта галактика была случайно гравилинзирована, то ранняя Вселенная должна просто кишеть подобными объектами.

Если дальнейшие наблюдения подтвердят это предположение, астрономам придётся переработать свои модели эволюции галактик.

Отчёт об исследовании принят к публикации в издании Astrophysical Journal Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Spacetelescope.org.