Международная группа астрономов при помощи радиоинтерферометра ALMA обнаружила около 400 ярких пыльных галактик, а телескоп Джеймса Уэбба детально изучил порядка 70 из них — объекты начали формироваться как минимум 13 миллиардов лет назад, при этом часть команд называет их «ссылками» в цепочке эволюции галактик. Открытие поднимает вопрос: были ли крупные, массивные галактики и интенсивное звездообразование в действительности намного раньше, чем модели предполагали.
Наблюдения провёл проект ALMA CHAMPS — многополосная подмиллиметровая программа на комплексе ALMA в Чили, оптимизированная для поиска ярких пылевых источников в ранней Вселенной. ALMA «видит» тепло, переизлучаемое космической пылью, поэтому такие галактики остаются скрытыми в ультрафиолетовом и видимом диапазонах, но отчетливо проявляются в субмиллиметровом диапазоне.
Дальнейшая работа велась с использованием JWST в поле COSMOS: космический телескоп позволил уточнить расстояния и возраст части объектов. В сумме ALMA дала большой статистический срез, а JWST — качественные измерения для подвыборки порядка 70 источников.
Такие параметры означают, что перед нами не крошечные «первичные островки», а уже крупные, богато металлизированные системы — с обильной пылью и активным рождением звёзд. Пыль гасит УФ- и видимое излучение, нагревается и переизлучает в инфракрасном и субмиллиметровом диапазоне — поэтому без ALMA многие из этих галактик остались бы невидимы.
Хорхе Завала, руководитель исследования«Моя работа состоит в попытках идентифицировать и понять популяцию редких, пыльных, звездообразующих галактик, которые были обнаружены лишь в конце 1990‑х. Эти галактики очень стары, а значит звёзды формировались в ранней Вселенной раньше, чем предсказывают наши нынешние модели».
Авторы отмечают возможную связь между тремя классами ранних объектов: ультраяркими звездообразующими галактиками, пыльными массивными системами и массивными «пассивными» галактиками на более малых красных смещениях (z=3-5). По идее, разные наблюдаемые типы могут быть ступенями одной эволюционной цепочки: кто‑то ярко «горит», кто‑то покрывается пылью, кто‑то замирает.
Накопление таких находок — не отдельная сенсация, а системный тренд: ALMA плюс JWST начинают заполнять пробелы в хронологии галактического роста. Если массовые, пылевые галактики действительно встречались уже в первые миллиарды лет, это означает, что процессы формирования звёзд и накопления металлов шли быстрее и интенсивнее, чем подразумевалось в ряде моделей.
Но у результатов есть ограничения: часть выводов опирается на фотометрические оценки расстояний и возрастов, а не на спектроскопию; возможны систематические смещения в оценке масс и скоростей звездообразования. Поэтому следующий шаг — расширить спектроскопические наблюдения ALMA и JWST, а также охватить поля больших площадей, чтобы понять, насколько редки эти объекты и как они распределены по среде.
В более широком смысле выигрыш в наблюдательной гонке очевиден: телескопы получают конкретные мишени для глубоких спектров, а моделисты — задачу объяснить, как сформировались такие массивные, пыльные системы так рано. Проигрывают те теории, которые не учитывают ранних, интенсивных вспышек звездообразования и быстрого обогащения пылью.
Открытый вопрос остаётся простым и острым: связаны ли эти пыльные гиганты с ультраяркими и пассивными ранними галактиками как предки и потомки, или мы смотрим на несколько параллельных каналов формирования галактик? Ответ потребует расширения выборок и перехода от «картинок» к детальным спектрам.
