На протяжении многих лет астрономы стремились воссоздать историю нашей Вселенной, однако её ранние главы долго оставались недоступными для изучения. Причина проста: существующие телескопы не обладали достаточной чувствительностью, чтобы зафиксировать самые слабые отблески света с окраин космоса. Теперь ситуация изменилась. Благодаря новому проекту под названием COSMOS-Web, учёным удалось создать наиболее полную на сегодняшний день карту Вселенной, включающую изображения галактик, сформировавшихся всего спустя 300 миллионов лет после Большого взрыва — 13,5 миллиарда лет назад.
Используя данные с 6,5-метрового зеркала космического телескопа Джеймса Уэбба, исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре провели обзор участка неба площадью 0,54 квадратного градуса — примерно столько занимают три полные луны, наблюдаемые с Земли. В рамках проекта было составлено более 800 000 галактик, а собранный массив данных охватывает почти 98% всей истории Вселенной.
«Наша цель заключалась в том, чтобы создать максимально глубокое изображение космоса в физическом масштабе, значительно превосходящем всё, что существовало ранее», — объясняет Кейтлин Кейси, профессор физики Калифорнийского университета и один из руководителей проекта COSMOS.
Телескоп Джеймса Уэбба, находящийся за пределами земной атмосферы, обладает уникальной способностью улавливать слабейшие фотоны. Это позволило собрать колоссальный объём необработанных данных. Однако, чтобы превратить их в полезную научную информацию, понадобились не только специализированные знания, но и вычислительные мощности. На обработку изображений и создание удобных каталогов команда COSMOS потратила более двух лет.
Теперь эти интерактивные изображения доступны широкой публике. Пользователи могут масштабировать отдельные объекты, исследовать их свойства и искать изображения конкретных галактик.
«Чувствительность телескопа Уэбба позволяет нам видеть гораздо более тусклые и удалённые галактики, чем прежде. Благодаря этому мы можем находить объекты, сформировавшиеся в ранней Вселенной, и подробно изучать их характеристики», — отмечает Джейхан Карталтепе, ведущий исследователь проекта и профессор Рочестерского технологического института. — «Качество данных продолжает нас удивлять — оно оказалось значительно выше ожидаемого».
Что особенно поразительно — учёные обнаружили в десять раз больше галактик, чем предполагали. Среди прочего были замечены и сверхмассивные чёрные дыры, ранее недоступные для наблюдений с помощью телескопа Хаббл. Эти неожиданные находки породили множество новых вопросов о том, какие процессы происходили в первые сотни миллионов лет после рождения Вселенной.
«С момента запуска телескопа мы задавались вопросом: не ставят ли данные JWST под сомнение привычную космологическую модель? Ведь Вселенная, по-видимому, излучала слишком много света слишком рано. Ей было всего около 400 миллионов лет, чтобы создать звёзды с общей массой порядка миллиарда Солнц», — объясняет Кейси. — «Мы пока не знаем, как это вообще возможно. Впереди ещё много загадок, требующих разгадки».
Главная цель проекта — не просто запечатлеть галактики ранней Вселенной, но и понять, в какой среде они формировались. Поскольку все данные доступны в открытом доступе, команда надеется, что новые исследователи — в том числе аспиранты и студенты — смогут по-новому взглянуть на эти материалы и внести вклад в раскрытие тайн космоса, таких как природа тёмной материи и процессы, происходившие в первые эпохи Вселенной.
«Лучшие научные открытия происходят тогда, когда разные люди смотрят на одни и те же данные под разными углами», — говорит Кейси. — «Никто не может разгадать тайны Вселенной в одиночку».