JWST нашёл аномально зрелое скопление галактик там, где его не должно быть

Стандартная модель Вселенной предполагает, что крупные структуры — скопления галактик — формируются медленно, на протяжении миллиардов лет, и в ранней Вселенной их просто не может быть в «готовом» виде. Однако телескоп Джеймса Уэбба (JWST) вновь преподнёс сюрприз: серия наблюдений за скоплением галактик XLSSC 122 показала, что эта структура существовала уже тогда, когда Вселенной было около 3,3 миллиарда лет, — и при этом выглядела поразительно взрослой для своего возраста.

Результаты представлены командой исследователей из IPAC — научного центра Калтеха — в серии из трёх статей в Astrophysical Journal Letters. Исследования также представили на 248-м собрании Американского астрономического общества в июне 2026 года.

Рекордное гравитационное линзирование

XLSSC 122 расположено на красном смещении z = 1,98 — это соответствует моменту примерно через 3,3 миллиарда лет после Большого взрыва, в эпоху, которую астрономы называют «космическим полднем» (cosmic noon): тогда во Вселенной шло наиболее активное звёздообразование.

JWST обнаружил нечто неожиданное: скопление создаёт эффект сильного гравитационного линзирования — то есть своей колоссальной массой искривляет и усиливает свет от ещё более далёких объектов, образуя на снимках характерные дуги. Это делает XLSSC 122 самым далёким из известных скоплений галактик, демонстрирующих подобный эффект, — абсолютный рекорд дальности.

Само по себе обнаружение гравитационных дуг стало счастливой находкой: первоначально наблюдения планировались для анализа слабого линзирования (более тонкого эффекта). Мощный сигнал от двух гигантских дуг к юго-западу от центрального скопления оказался полной неожиданностью.

Аномально плотное ядро и вызов теориям

Анализ гравитационных дуг позволил учёным точно измерить распределение тёмной материи в ядре XLSSC 122. Результат оказался поразительным: концентрация тёмной материи в центре скопления — 6,3 ± 0,5 (по стандартной шкале NFW) — исключительно высока для такого раннего времени существования Вселенной.

По расчётам, в обследованной области неба должно существовать лишь около 0,12 скоплений, настолько массивных и концентрированных, как XLSSC 122. Иными словами, статистически подобная структура в подобном месте практически исключена. В пересчёте на всё небо — лишь около 193 таких скоплений на всю обозримую Вселенную.

Ключевые параметры XLSSC 122:

• Красное смещение: z = 1,98 (около 3,3 млрд лет после Большого взрыва).
• Масса в пределах 100 кпк от центра: ~6,5 × 10¹³ масс Солнца.
• Концентрация тёмного вещества в ядре: 6,3 ± 0,5 — аномально высокая для данной эпохи.
• Рекорд: самое далёкое скопление, демонстрирующее сильное гравитационное линзирование.

Почему это важно для понимания Вселенной

Параллельно с изучением XLSSC 122 телескоп «Уэбб» и рентгеновская обсерватория Chandra в рамках других исследований фиксируют протоскопления и зрелые структуры там, где их не должно быть по стандартной космологической модели. Протоскопление JADES-ID1, например, обнаружено всего через миллиард лет после Большого взрыва. Его масса составляет около 20 триллионов масс Солнца. Это абсолютный рекорд дальности для подобных объектов.

Все эти открытия формируют всё более убедительную картину: массивные структуры в ранней Вселенной могли собираться значительно быстрее, чем допускает стандартная теория — модель ΛCDM. Среди гипотез, объясняющих аномалию, рассматриваются повышенная эффективность звёздообразования в ранней Вселенной, нестандартный состав первичной тёмной материи и модели с ранней тёмной энергией.

Читайте также по теме: В ранней Вселенной нашли древнюю галактику, которая не вращается и не создаёт звёзды

Пока ни одна из гипотез не принята окончательно. Но именно такие объекты, как XLSSC 122, — «аномальные» по всем меркам — превращаются в ключевые лаборатории для проверки фундаментальных теорий о строении Вселенной.