В духе открытой науки международный проект COSMOS опубликовал данные самой масштабной карты Вселенной.

Она называется COSMOS-Web и создана на основе снимков телескопа «Джеймс Уэбб».

В каталог вошли почти 800 тысяч галактик, охватывающих почти всю историю космоса — и эти данные уже заставляют ученых пересматривать представления о ранней Вселенной.

Подробности проекта опубликованы в издании The Astrophysical Journal.

Мы хотели создать глубокое изображение космоса в таком масштабе, который раньше был невозможен, — говорит Кейтлин Кейси, профессор физики из Калифорнийского университета, которая руководит проектом вместе с Джейхан Карталтепе из Рочестерского технологического института. — Если бы снимок Hubble Ultra Deep Field умещался на листе бумаги, то наше изображение было бы размером с стену 4 на 4 метра — при той же глубине. Это колоссальный шаг вперед.

COSMOS-Web показывает Вселенную такой, какой она была 13,5 миллиардов лет назад.

Учитывая, что возраст космоса — около 13,8 миллиардов лет, это почти 98% его истории.

Ученые хотели не просто разглядеть древние галактики, но и понять, как выглядели их «окрестности» в эпоху, когда только начинали формироваться звезды, галактики и черные дыры.

Космос — это не равномерная пустота, а сложная структура из скоплений и пустот, — объясняет Кейси. — Нам важно было увидеть не только самые далекие галактики, но и их окружение.

Неожиданное открытие

До запуска «Джеймса Уэбба» астрономы пытались предсказать, сколько новых галактик он сможет обнаружить.

Его зеркало диаметром 6,5 метров (против 2,4 метров у «Хаббла») позволяло заглянуть гораздо дальше.

Но реальность превзошла ожидания.

Логично было предположить, что в первые 500 миллионов лет галактики должны быть редкостью — после Большого взрыва нужно время, чтобы материя сжалась, образовались звезды, — говорит Кейси. — Но «Уэбб» показал в 10 раз больше галактик, чем мы ожидали. И это не просто больше — они выглядят иначе, и среди них есть сверхмассивные черные дыры, которые „Хаббл“ вообще не видел.

Новые загадки

Хотя COSMOS-Web дает ответы на многие вопросы, он же ставит перед учеными новые.

С момента включения телескопа мы ломаем голову: не противоречат ли эти данные нашим моделям? — признается Кейси. — Вселенная производила слишком много света слишком рано. За 400 миллионов лет образовались звезды массой в миллиарды солнц — мы пока не понимаем, как это возможно. Впереди еще много работы.

Данные проекта уже доступны всем. Ученые надеются, что астрономы со всего мира помогут разобраться, как формировалась ранняя Вселенная и как она эволюционировала.

Возможно, эти данные прольют свет и на другие загадки — например, темную материю или законы физики в первые мгновения после Большого взрыва.

Наука должна быть открытой, — подчеркивает Кейси. — Мы два года обрабатывали сырые данные, чтобы любой исследователь — даже студент — мог с ними работать. Ведь самые важные открытия случаются, когда люди смотрят на одни и те же данные под разным углом.

Работа COSMOS продолжается. Ученые планируют уточнить карту и проверить, действительно ли они нашли самые древние галактики.

Для этого понадобится спектроскопия — метод, который позволяет точно измерить расстояние до объектов (чем дальше, тем старше).

Попутно мы изучим химический состав этих галактик — например, содержание азота, углерода и кислорода, — добавляет Кейси. — Мы только начали раскрывать тайны этой карты.

Польза исследования

• Пересмотр теорий: данные «Джеймса Уэбба» ставят под сомнение текущие модели образования галактик, что может привести к новым открытиям в космологии.
• Изучение темной материи: распределение галактик на карте поможет уточнить ее роль в формировании крупномасштабной структуры Вселенной.
• Доступность данных: открытый доступ к информации ускорит научный прогресс, позволив независимым исследователям находить неочевидные закономерности.

Хотя COSMOS-Web — прорыв, остается вопрос: насколько точны интерпретации данных? «Уэбб» видит дальше „Хаббла“, но его инструменты тоже имеют пределы.

Например, некоторые «ранние галактики» могут оказаться ближе из-за гравитационного линзирования или ошибок в обработке сигналов. Прежде чем переписывать учебники, нужно перепроверить результаты.

Ранее ученые выяснили, как темная материя управляла галактиками.