Nauji James Webb kosminio teleskopo duomenys astronomams pateikė netikėtą galvosūkį. Itin tolimi galaktikų spiečiai ir pavienės galaktikos pasirodo esant daug masyvesni ir subrendesni, nei turėtų būti taip anksti po Didžiojo sprogimo. Tai kelia klausimų dėl dabartinio kosmologinio modelio pilnumo.
Pagal nusistovėjusį požiūrį, Visatos struktūros turėjo augti lėtai. Gravitacija milijardus metų iš dujų ir dulkių po truputį formuoja galaktikas, o vėliau – ir didžiulius galaktikų spiečius. Tačiau Webb teleskopas mato užuominas, kad šis procesas kai kuriose vietose vyko gerokai greičiau.
Per anksti subrendęs galaktikų spiečius
Vienas ryškiausių pavyzdžių – galaktikų spiečius XLSSC122, nutolęs apie 10,4 milijardo šviesmečių. Jį matome tokį, koks jis buvo praėjus vos apie 3,3 milijardo metų po Didžiojo sprogimo – laikotarpiu, kurį kosmologai vadina kosmine vaikyste.
Vis dėlto šis spiečius jau atrodo labai sutankėjęs ir organizuotas, panašus į daug vėlesnių epochų struktūras. Jo gravitacija taip stipriai iškreipia erdvėlaikį, kad išryškėja gravitacinės lęšio efektas – tolimesni objektai už spiečiaus matomi tarsi per milžinišką stiklą.
Išanalizavę, kaip tiksliai išlenkta šviesa, mokslininkai gali įvertinti tamsiosios materijos kiekį spiečiaus šerdyje. Skaičiavimai rodo, kad tokio tankio ir masės branduolys neturėtų egzistuoti tokiu ankstyvu kosminiu metu. Kitaip tariant, struktūros atrodo „per didelės, per anksti“.
Rekordinės ankstyvos galaktikos
Ne mažiau intriguojančios ir pavienės ankstyvos galaktikos, pavyzdžiui, objektas, vadinamas Moth Z14. Jo šviesa pasiekė mus po maždaug 13,5 milijardo metų kelionės, o pati galaktika egzistavo praėjus tik apie 280 milijonų metų po Didžiojo sprogimo.
Ši galaktika labai maža – tik apie 240 šviesmečių skersmens, tačiau neįprastai šviesi ir produktyviai formuoja žvaigždes. Tai daug ryškiau, nei numato dabartiniai ankstyvos galaktikų raidos modeliai.
Spektriniai matavimai atskleidė ir neįprastą cheminių elementų santykį, ypač didelę azoto dalį palyginti su anglimi. Panašios cheminės parašų struktūros aptinkamos seniausiuose kamuoliniuose žvaigždžių spiečiuose mūsų pačių Paukščių Take.
Tai leidžia manyti, kad kamuoliniai spiečiai galėjo pradėti formuotis beveik iškart, kai Visata tapo skaidri ir joje susikūrė pirmosios žvaigždės. Tokia išvada reikštų, kad ankstyvo žvaigždžių ir galaktikų formavimosi grafikas turi būti paslinktas gerokai atgal.
Galimos paaiškinimų kryptys
Astronomai pabrėžia, kad tai nebūtinai reiškia viso kosmologinio modelio žlugimą. Greičiausiai trūksta vieno ar kelių svarbių fizikos dėmenų, pavyzdžiui, geresnio tamsiosios materijos vaidmens supratimo ankstyvose tankio sankaupų stadijose.
Kita kryptis – pačių stebėjimų ir duomenų interpretacijos patikra. Galimas šviesumo pervertinimas, sudėties įvertinimo paklaidos ar dar nepakankamai įvertintas dulkių vaidmuo gali iš dalies keisti rezultatus.
Diskutuojamos ir egzotiškesnės idėjos, tokios kaip Visata juodosios skylės viduje ar kosminis „didysis atšokimas“. Tačiau dauguma tyrėjų pirmiausia siekia patikrinti paprastesnius paaiškinimus, paremti juos naujais Webb ir kitų observatorijų stebėjimais.
Aišku viena: kiekvienas naujas James Webb teleskopo žvilgsnis į ankstyvą Visatą atneša netikėtumų. Tai reiškia, kad artimiausiais metais mūsų supratimas apie tai, kaip greitai ir kokiu būdu susiformavo pirmosios galaktikos, greičiausiai smarkiai keisis.
