Перші масивні галактики могли бути у 3–4 рази важчими, ніж ми думали
Перші масивні галактики могли містити значно більше зір, ніж показували попередні оцінки. Спостереження James Webb вказують на велику приховану популяцію малих тьмяних зір, які майже не впливають на загальну яскравість, але додають багато маси.
У дев’яти ранніх галактиках новий аналіз показав: реальна зоряна маса потенційно може бути у три-чотири рази більшою, ніж вважалося.
Чому маленькі зорі так легко пропустити
Зорі малої маси живуть дуже довго й світять слабко. У далекій галактиці їхнє світло губиться на фоні яскравих масивних зір та пилу.
Коли астрономи оцінюють масу за загальним спектром, вони змушені припускати певне співвідношення між великими й малими зорями — так звану початкову функцію мас.
Якщо в ранніх галактиках це співвідношення було іншим, стандартні оцінки можуть систематично недооцінювати масу.
Для космології це створює нову проблему
Навіть нинішні оцінки показували, що деякі масивні галактики сформувалися дуже швидко після Великого вибуху. Якщо вони ще важчі, теоріям утворення галактик доведеться пояснювати ще ефективніше перетворення газу на зорі.
Це не обов’язково руйнує стандартну космологію. Моделі мають багато параметрів, пов’язаних із охолодженням газу, зворотним зв’язком від наднових і чорних дір.
Webb уперше дає змогу бачити спектральні ознаки, чутливі до маломасивних зір у таких далеких системах. Якщо результат підтвердиться на більшій вибірці, одна з головних загадок раннього Всесвіту стане ще гострішою.
Наступним кроком стане перевірка інших галактик на тих самих спектральних ознаках. Якщо прихована маломасивна популяція виявиться типовою, оцінки раннього зоряного виробництва доведеться систематично переглянути.
Якщо маломасивних зір справді більше, зміниться не лише загальна маса, а й оцінка того, скільки газу рання галактика вже перетворила на зорі. Це безпосередньо впливає на моделі зворотного зв’язку: наднові та чорні діри повинні були регулювати дуже інтенсивне зореутворення, не зруйнувавши галактику надто рано.
Найцікавіше, що прихована маса змінює співвідношення між світлом і речовиною. Галактика може виглядати відносно компактною й помірно яскравою, але містити значно більший запас довгоживучих зір. Це впливає на оцінки її віку, темпу зореутворення та майбутньої еволюції.
