Эффект, называемый сильным гравитационным линзированием, позволил космическому телескопу “Хаббл” (НАСА / ЕКА) двенадцать раз увидеть одну и ту же удалённую галактику. Известная как PSZ1 G311.65-18.48, галактика находится на расстоянии почти 11 миллиардов световых лет от Земли и стала видна нам благодаря наличию массивного скопления галактик на переднем плане, находящегося на расстоянии 4,6 миллиарда световых лет.
“Хаббл” использует эффекты гравитационного линзирования для того, чтобы изучать объекты, которые в противном случае оказались бы слишком слабыми и слишком маленькими даже для его чрезвычайно чувствительных инструментов.
PSZ1 G311.65-18.48 не является исключением, несмотря на то, что является одной из самых ярких известных галактик видимых благодаря гравитационной линзе.
Космическая линза делает различные изображения этой галактики в 10-30 раз ярче. Это позволяет “Хабблу” просматривать структуры размером всего в 520 световых лет – редкое детальное наблюдение за объектом, который находится очень далеко.
Это даёт возможность увидеть области звездообразования в галактике, что позволяет астрономам изучать галактику и её окружающую среду очень подробно.
Наблюдения “Хаббла” показали, что PSZ1 G311.65-18.48 является аналогом галактик, существовавших намного раньше в истории Вселенной: период, известный как эпоха реионизации, эпоха, которая началась всего через 150 миллионов лет после Большой взрыва.
Это была ключевая эра в ранней Вселенной, которая наступила вслед за “тёмными веками”, эпохой до того, как были созданы первые звёзды, когда Вселенная была тёмной и заполненной нейтральным водородом.
Как только появились первые звёзды, они начали излучать свет, производя фотоны высокой энергии, необходимые для ионизации нейтрального водорода.
Это преобразовало межгалактическое вещество в более ионизированную форму, в которой оно существует и сегодня.
Однако, чтобы ионизировать межгалактический водород, высокоэнергетическое излучение от этих ранних звёзд должно было бы покинуть их галактики-хозяева без предварительного поглощения межзвёздной материей.
До сих пор было обнаружено, что лишь небольшое количество галактик “пропускает” высокоэнергетические фотоны в глубокий космос. Как именно этот свет вырвался из ранних галактик, остаётся загадкой.
Анализ из PSZ1 G311.65-18.48 помогает астрономам решить ещё одну часть этой головоломки – кажется , что по крайней мере некоторые фотоны могут покинуть галактику через узкие каналы в газовой нейтральной среде. Это первое наблюдение давно теоретизированного процесса.
Хотя этот процесс вряд ли станет основным механизмом, который привёл к переионизации Вселенной, вполне возможно, что он дал решающий толчок.
