1360
Перші великі галактики могли приховувати значно більше зоряної маси, ніж показувало їхнє світло. James Webb Space Telescope уперше дозволив безпосередньо виявити в дев’яти давніх галактиках велику популяцію слабких маломасивних зір, які раніше губилися на тлі яскравих гігантів. Для одного з об’єктів нова оцінка збільшила зоряну масу майже в чотири рази.
Проблему астрономи порівнюють із містом, яке спостерігають здалеку. Найяскравіші масивні зорі схожі на хмарочоси: вони домінують у загальному світлі, і за ними легко не помітити величезну кількість маленьких «будинків» — слабких зір меншої маси.
Зазвичай масу далекої галактики оцінюють за її спектром. Астрономи дивляться, скільки світла приходить на різних довжинах хвиль, і за моделями відновлюють вік, склад та кількість зір. Але масивна зоря може світити в тисячі разів яскравіше за малу, хоча живе набагато коротше.
Через це слабкі зорі майже не впливають на загальну яскравість, але можуть містити значну частину всієї маси. У сучасному Чумацькому Шляху їхня частка добре відома, тому моделі зазвичай припускали, що в давніх галактиках співвідношення масивних і маломасивних зір було приблизно таким самим.
Команда використала високоякісні спектри JWST дев’яти галактик раннього Всесвіту, які вже завершили найактивнішу фазу зореутворення. Дані доповнили спостереженнями Дуже великого телескопа в Чилі.
У спектрах вдалося виділити тонкі особливості, створені саме холоднішими й слабшими зорями. До появи Webb якість даних була недостатньою, щоб на таких відстанях надійно відокремити їхній сигнал.
Результат виявився несподіваним: частка маломасивних зір у цих галактиках була вищою, ніж у сучасних системах на кшталт Чумацького Шляху. Це означає, що стандартні оцінки зоряної маси могли систематично бути занизькими.
Найяскравіший приклад сформувався менш ніж через 1,5 мільярда років після Великого вибуху. Після врахування прихованої популяції малих зір його маса виявилася до чотирьох разів більшою за попередню оцінку.
Якщо така картина характерна не лише для дев’яти об’єктів, а для ранніх галактик загалом, моделі формування галактик доведеться коригувати. Молодий Всесвіт мав набагато швидше накопичити зоряну масу, ніж припускалося.
Є й додатковий наслідок. Малі зорі живуть дуже довго й навколо них часто знаходять планети. Більша їхня кількість у ранньому Всесвіті потенційно означає більше середовищ, у яких могли формуватися планетні системи. Команда планує застосувати той самий метод до ще давніших галактик.
