Древние галактики оказались намного ярче, чем ожидалось

Галактика
На этой иллюстрации показана одна из самых первых галактик во Вселенной. Авторы и права: James Josephides / Swinburne Astronomy Productions.

Новые данные космических телескопов “Спитцер” и “Хаббл” показывают, что в определённых длинах волн инфракрасного света некоторые из первых галактик, которые сформировались во Вселенной, менее чем через 1 миллиард лет после Большого Взрыва, выглядели значительно ярче, чем ожидали астрономы.

Никто не знает наверняка, когда точно вспыхнули первые звёзды в нашей Вселенной. Но данные свидетельствуют о том, что примерно через 100–200 миллионов лет после Большого Взрыва Вселенная была заполнена в основном нейтральным водородом, который, возможно, только начал объединяться в звёзды, которые затем начали формировать первые галактики.

Примерно через 1 миллиард лет после Большого Взрыва во Вселенной электроны нейтрального водорода были ионизированы. Эпоха реионизации – переход от Вселенной полной нейтрального водорода ко Вселенной, наполненной ионизированным водородом.

До этого преобразования свет во Вселенной, например, радиоволны и видимое излучение, проходили через космическое пространство более или менее свободно. Однако ультрафиолетовый свет, рентгеновские и гамма-лучи – задерживались нейтральными атомами водорода, что лишало последние электронов, тем самым ионизируя их.

Но что могло произвести достаточное количество ионизирующего излучения, чтобы воздействовать на весь водород во Вселенной? Это были отдельные звёзды? Гигантские галактики? Либо что-то ещё, например, квазары?

Квазар
Яркий квазар PSO J352.4034-15.3373 находящийся на расстоянии 13 миллиардов световых лет. Авторы и права: Robin Dienel / Carnegie Institution for Science.

Чтобы заглянуть в прошлое, незадолго до окончания эпохи реионизации, космический телескоп “Спитцер” (НАСА) наблюдал две области неба на протяжении более 400 часов. Это позволило телескопу увидеть свет, который путешествовал более 13 миллиардов лет.

Будучи одними из самых длинных научных наблюдений, когда-либо проведённых “Спитцером”, они были частью кампании наблюдений под названием GREATS.

Используя наблюдения “Спитцера” и данные космического телескопа “Хаббл” (НАСА / ЕКА), астроном Женевского университета Стефан Де Баррос (Stephane De Barros) и его коллеги провели анализ 135 далёких галактик.

Исследователи обнаружили, что все эти галактики были особенно яркими на двух конкретных длинах волн инфракрасного света, создаваемого ионизирующим излучением, взаимодействующим с водородом и кислородом в космическом пространстве.

Яркая галактика
Самая яркая, из известных на сегодняшний день, галактика WISE J224607.57-052635.0 и три её спутника в представлении художника. Авторы и права: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello.

Это означает, что в галактиках доминировали молодые массивные звёзды, состоящие в основном из водорода и гелия. Они содержат очень небольшое количество тяжёлых элементов – таких как азот, углерод и кислород – по сравнению со звёздами, которые наблюдаются в современных галактиках.

Эти звёзды не были первыми звёздами, которые сформировались во Вселенной (иначе они состояли бы только из водорода и гелия), но всё ещё являлись представителями очень раннего поколения звёзд.

Новые результаты “Спитцера”, безусловно, являются ещё одним шагом в разгадке тайны эпохи космической реионизации. Теперь исследователи знают, что физические условия в этих ранних галактиках сильно отличались от условий в современных, типичных галактиках.

Результаты исследования были опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.


Больше информации: https://arxiv.org/

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *