Две группы ученых нашли на снимках «Хаббла» древнейшие галактики, появившиеся через полмиллиарда лет после Большого взрыва. Но нашли они их в разных местах. И теперь никак не могут договориться, были ли такие галактики яркими и многочисленными или слабыми и редкими.

В середине сентября астрономы, причастные к последнему ремонту Космического телескопа имени Хаббла, наконец-то смогли без смущения глядеть в глаза своим коллегам. Сразу три научные группы нашли в данных, полученных самой современной камерой космического телескопа, WFC3, следы самых первых галактик нашей Вселенной. Это означало, что огромные деньги на ремонт и дальнейшую работу «Хаббла», за которые на Земле можно было бы создать не одну первоклассную обсерваторию, были потрачены не просто на красивые картинки.

Радости ученых не было предела -- рекордно далекие объекты появились больше 13 миллиардов лет назад, когда сам наш мир был в девять-десять раз меньше нынешнего. Возраст Вселенной на тот момент составлял всего 600 миллионов лет, и из данных стало ясно, что это были очень бурные годы. За каких-то 150 миллионов лет, плюнуть-растереть в космических масштабах, число этих галактик выросло примерно в три раза, а их яркость удвоилась.

Самую первую статью на этот счет (остальные появились в пределах буквально нескольких дней) подготовила группа под руководством Ричарда Баувенса и Гарта Иллингворта из Ликской обсерватории Калифорнийского университета. Именно эти люди были заказчиками наблюдательной программы, по которой в августе новая камера «Хаббла» десять дней без перерыва глядела в одну область неба, накапливая свет от самых далеких галактик.

Две другие группы использовали те же самые данные (они находятся в открытом доступе), но обрабатывали их по своей методике и совершенно независимо. Тем не менее результаты более или менее сошлись -- все группы различили в едва заметных на фото пятнах галактики с одними и теми же характеристиками. Это добавило уверенности в выводах, но, казалось, убило интригу, которую попытались сохранить Баувенс и его коллеги.

По явно преднамеренным оговоркам американцев было понятно, что они готовят к публикации еще одну статью, о еще более древних галактиках, выуженных из тех же данных. Их коллеги и конкуренты, работавшие независимо, ничего подобного не нашли, и казалось напрасным ожидать от Баувенса большего везения. Тем не менее авторы оригинальной статьи отказывались от комментариев на этот счет, медлили с обнародованием следующей статьи и продолжали многозначительно сводить брови на конференциях. Остальным оставалось лишь ждать, что из этого выйдет.

Все карты спутала работа четвертой группы под руководством Яня Хаоцзина из Университета американского штата Огайо, появившаяся в корнельском Архиве электронных препринтов в начале октября. Авторы утверждали, что они смогли найти все в тех же данных те самые галактики, на которые намекал Баувенс, -- древнейшие объекты, которые ярко светили во Вселенной, когда ей не было и полумиллиарда лет. Более того, Яню и его коллегам удалось найти в поле зрения «Хаббла» 20 штук таких галактик.

Отсюда следовало, что число галактик во Вселенной в том далеком прошлом не равномерно росло со временем, а в какой-то момент убывало. Как будто через 450 миллионов лет после Большого взрыва галактик было очень много и они были очень яркими. Потом одни ослабли, а другие погасли, и вскоре началась следующая, «стандартная», хорошо изученная астрономами эпоха роста, продолжавшаяся еще 3 миллиарда лет.

Такое поведение -- галактики разгораются, затем гаснут, затем разгораются снова -- на первый взгляд кажется неестественным: с чего бы им гаснуть-то, когда вокруг полно газа, из которого можно делать новые звезды? И тем не менее этот сценарий хорошо объяснял давешнюю загадку -- проблему ранней реионизации Вселенной. Пусть и ценой совершенно противоестественной истории роста галактик.

Проблема ранней реионизации состоит в том, что, по данным спутника WMAP, уже через 300-400 миллионов лет после Большого взрыва что-то разрушило в межгалактическом пространстве большую часть нейтральных атомов водорода, развалив их на отдельные протоны и электроны. Скорее всего, этим «чем-то» должен быть свет. Но откуда взялось столько излучения, ученые до сих пор не знают. Работа Яня давала прямой ответ на этот вопрос: оно пришло вот из этих самых ранних галактик, которые мы, кажется, видим на снимках «Хаббла». А потом они угасли, и эволюция звездных систем пошла привычным для нас путем.

На этой неделе группа Баувенса, наконец, нарушила свое молчание. Под католическое Рождество ученые опубликовали во все том же архиве препринт работы о древнейших галактиках -- тех самых, которым была посвящена работа Яня. Как выяснилось, статья подготовлена для публикации в Nature, однако за прошедшие месяцы так и не принята к публикации (как пока не принята в печать и работа Яня -- правда, в Astrophysical Journal).

По словам Баувенса и его коллег, через 450 миллионов лет после Большого взрыва галактики во Вселенной действительно существовали -- но не такие яркие и не в таком количестве, как получилось у Яня. Более того, американский голландец и его коллеги открыто нападают на «выскочку» Яня, последовательно объявляя каждый из их 20 кандидатов ошибкой. Вместо 20 неясных мазков, которые за древнейшие галактики приняли Янь и его коллеги, Баувенс находит лишь три, притом совсем в других местах фото.

Из подсчетов ученых следует, что никаких свидетельств существования молодой да ранней популяции галактик, реионизовавших Вселенную и затем вымерших, нет. Звездные системы действительно появились в первые сотни миллионов лет назад, но были не такими яркими и медленно и непрерывно росли в течение миллиардов лет. Их вклад в реионизацию не более 10-20%. То есть заметный, но не основной.

Так как две группы исследователей использовали одни и те же данные, рассудить, кто из них прав, а кто виноват, сможет лишь время и данные более высокого качества. Может быть, ранняя вспышка образования галактик, реионизовавших Вселенную, действительно была -- хотя непонятно, по каким причинам. Может быть, галактики росли непрерывно и не так быстро -- но тогда непонятно, что делать с реионизацией.

В одном утверждении группы Яня и Баувенса сходятся, и обе они даже вынесли его в аннотации своих статей. Разобраться во всем должен Космический телескоп имени Джеймса Уэбба, JWST (James Webb Space Telescope), который планируется запустить в 2014 году. Этот шестиметровый гигант будет работать вдали от Земли и в тех самых лучах, в которых лучше всего светят самые древние галактики. Космический телескоп WISE, который составит для JWST поисковую карту, уже запущен.