Международная группа астрономов приблизилась к разгадке процессов, происходивших вскоре после Большого взрыва. С помощью комплекса ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) в северной части Чили учёные изучали нейтральный газ — вещество, атомы которого ещё не подверглись воздействию солнечной радиации. Именно такой газ мог стать основой для формирования первых звёзд во Вселенной.
Нейтральный газ не испускает ультрафиолетовое, оптическое или инфракрасное излучение, поэтому его невозможно наблюдать при помощи мощных космических телескопов, таких как James Webb и Hubble. Для исследования применялись спектроскопические инструменты ALMA, позволившие зафиксировать всплески на определённых длинах волн — так называемые эмиссионные линии. Результаты работы опубликованы в журнале The Astronomical Journal.
Учёные наблюдали четыре галактики, существовавшие, по оценкам, через 700–800 миллионов лет после Большого взрыва. Во всех четырёх объектах удалось обнаружить нейтральный газ по эмиссионной линии нейтрального кислорода [O I] 145 мкм. Дополнительно исследователи искали ионизированный газ по линии [N II] 205 мкм, чтобы подтвердить выводы, однако его следов найдено не было.
Сопоставив полученные данные с информацией от телескопа James Webb, астрономы установили, что эти галактики отличаются высокой плотностью звёзд по сравнению с современными галактиками, где светила распределены гораздо свободнее. Это указывает на то, что в ранней Вселенной звёзды формировались компактно и располагались значительно ближе друг к другу, чем сейчас.
«Мы планируем расширить эти наблюдения на большую выборку галактик и, объединив ALMA с JWST и другими инструментами, построить всеобъемлющую картину того, как галактики формировались и эволюционировали от космического рассвета до наших дней, — заявил доктор Ёсинобу Фудамото, доцент Центра передовых наук Университета Тиба в Японии и ведущий автор исследования. — Фундаментальные исследования такого рода отвечают на один из самых главных вопросов человечества: как Вселенная и наш Млечный Путь стали такими, какие они есть».
Расстояния до наблюдаемых галактик измеряются через красное смещение (обозначается как z), которое рассчитывается исходя из расширения Вселенной. Для этих четырёх объектов показатель z составил от 6,58 до 7,68, что соответствует примерно 850 и 700 миллионам лет после Большого взрыва. В тот период возраст Вселенной составлял лишь около 5–6 процентов от текущего.