Точная природа галактики HD-1 – самого отдалённого из всех обнаруженных астрономических объектов – пока неизвестна. Однако учёные считают, что она может быть местом рождения старейших звёзд во Вселенной.

Расположена HD-1 на расстоянии около 13,5 миллиарда световых лет от нас – на 100 миллионов световых лет дальше, чем предыдущая галактика-рекордсмен GN-z11. О своём открытии учёные сообщили в издании The Astrophysical Journal; в сопроводительной статье, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters, авторы исследования рассуждают о том, чем же на самом деле является объект.

Рекордное расстояние, несомненно, затрудняет подробное изучение HD-1. Тем не менее одна из немногих доступных учёным подробностей о галактике – её необычно высокая яркость в ультрафиолетовом диапазоне – подтолкнула их на шаг ближе к разгадке её природы. По словам соавтора работы Фабио Пакуччи, это знак того, что «там происходят – или, вернее, происходили миллиарды лет назад – какие-то высокоэнергичные процессы».

Первой гипотезой астрономов было то, что HD-1 – обычная галактика со вспышкой звездообразования. Однако расчёты показали, что для достижения наблюдаемой яркости ей потребовалось бы производить более 100 звёзд каждый год – в 10 раз больше обычного для галактик такого типа. Тогда учёные предположили, что внутри HD-1 формируются не совсем обычные светила.

Самые первые звёзды, сформировавшиеся во Вселенной, были массивнее и ярче современных. Если допустить, что звёзды внутри HD-1 принадлежат именно к этому типу, так называемым «звёздам третьего населения», свойства этой галактики становятся намного понятнее. К тому же, такие звёзды производят больше ультрафиолетового излучения, чем обычные, что объяснило бы высочайшую яркость HD-1 в этом диапазоне.

Согласно второму предположению учёных, новая галактика является квазаром со сверхмассивной чёрной дырой в центре. В таком случае её яркость объясняется излучением высокоэнергичных фотонов из аккреционного диска чёрной дыры. Если эту гипотезу удастся подтвердить, то эта чёрная дыра станет самой ранней из всех известных.

Красное смещение, наблюдаемое у HD-1 – самое высокое среди квазаров с отрывом почти в два раза.

Ави Лоеб, соавтор второй статьи

Для того чтобы обнаружить HD-1 потребовалось более 1200 часов работы телескопов Subaru, VISTA, UKIRT и космического телескопа Spitzer; последующие наблюдения при помощи инструментов радиообсерватории ALMA помогли подтвердить расстояние до галактики.

Было очень трудно найти HD-1 среди более чем 700 тысяч других объектов. Её красный цвет на удивление точно совпадал с тем, что мы ожидали от галактики в 13,5 миллиардах световых лет от нас.

Юити Харикане, ведущий автор первой статьи

Для дальнейших исследований команда планирует использовать телескоп им. Джеймса Уэбба. Полученные данные помогут ещё раз уточнить расстояние до объекта, а также определить, какая из гипотез о природе галактики верна.

Источник