Ранняя Вселенная: фейерверк звездообразования

Сегодняшние скопления галактик возникали не постепенно - они родились в настоящем взрыве звездообразования. На это указывают данные космических телескопов "Планк" и "Гершель". С их помощью астрономы сделали уникальный снимок ранней Вселенной - взгляд в детство сразу 230 молодых галактик и скоплений.

Такие галактики, как наш Млечный Путь, не одиночки: они образуют вместе с другими крупные галактические кластеры. Наша космическая родина - сверхскопление Ланиакея (Laniakea).

Как образовались массивные скопления галактик

До сих пор было проведено только несколько отдельных наблюдений галактических скоплений или обширных структур в ранней Вселенной. "Не было известно, возникали ли молодые галактики постепенно, как марафонцы, которые распределяют свою силу, или же они были сформированы рывками", - объясняет соавтор работы, Бренда Фрай (Brenda Frye) - университет Аризоны, США.

Чтобы ответить на этот вопрос, астрономы использовали данные космического телескопа "Планк", который записывает космическое фоновое излучение с беспрецедентной точностью и дает тем самым ключ к пониманию истории нашей Вселенной.

Как правило, при такой постановке вопроса фоновые сигналы исключают, потому что они искажают значения излучения, полученные из тех времен, когда после Большого Взрыва прошло всего несколько сотен тысяч лет. Тем не менее, исследователи с успехом использовали именно эти сигналы для поиска галактических скоплений в ранней Вселенной.

Карта Космоса в субмиллиметровом диапазоне. Черные точки соответствуют недавно обнаруженным прото-кластерам Фото: © ESA/Planck Collaboration

200 галактических скоплений

В данных "Планка" астрономы наткнулись на 234 места, в которых излучение сильно колебалось, что указывало на появление примерно через три млрд. лет после Большого Взрыва больших скоплений массы.

Последующие наблюдения в инфракрасном и субмиллиметровом диапазонах, выполненные космическим телескопом Herschel, показали, что это молодые скопления галактик. "В отличие от предыдущих наблюдений, при которых были найдены один или два молодых кластера, мы обнаружили с одной попытки сразу 200 таких скоплений", - сообщает Фрай.

Изображения прото-галактического кластера, сделанное космическим телескопом Herschel Фото: © ESA/Planck Collaboration/Dole и др.

Каждая из этих галактик в юных звездных скоплениях производила от нескольких сотен до более тысячи солнечных масс в год. Для сравнения, сейчас в Млечном Пути превращается за год в звезду только одна солнечная масса. "Мы были абсолютно шокированы мощными сигналами этих галактик", - говорит ведущий автор Эрве Доул (Hervé Dole) - Институт космической астрофизики, Орсэ. "Найти так много пылевых галактик, столь интенсивно образующих звезды в таких плотных группах, было большой неожиданностью".

Спринт вместо марафона

"Кажется, будто эти молодые галактики возникали не медленно, а довольно драматическим способом, - сказала Фрай. - Их сверкающее интенсивное звездообразование создало настоящий фейерверк в ранней Вселенной". Формирование первого кластера напоминало скорее спринт, чем не марафон.

Однако астрономы определили точный возраст и светимость не у всех недавно открытых галактик. Тем не менее, исследователи видят в них наиболее вероятных предшественников огромных галактических скоплений современной Вселенной. "Мы должны еще многое узнать об этой новой популяции, - сказал Доул. - Но мы полагаем, что они являются недостающей до сих пор частью головоломки формирования космологической структуры".

Источник: Astronomy & Astrophysics