Первые галактики были удивительно яркими

Первые галактики были, по-видимому, намного ярче, чем считалось ранее. Как показывают данные космического телескопа Спитцер, они испускают гораздо более жесткое ионизирующее излучение, чем современные.

Это может означать, что ранним галактикам принадлежала более важная роль в ионизации первичного водорода во Вселенной, чем предполагалось до этого.

Первые галактики в космосе производили более резкое излучение, чем предполагалось - и, возможно, напоминали довольно рассеянные облака из-за интенсивного звездообразования и сверхновых звезд Иллюстрация: © James Josephides

После Большого взрыва минуло всего несколько сотен миллионов лет, как возникли первые звезды и галактики. Они положили конец «темному веку» космоса и открыли эру реионизации: интенсивное излучение молодых звезд ионизировало до сих пор нейтральные межзвездные газовые облака. Вопрос о том, что вызвало этот процесс, ведущий автор исследования Стефан де Баррос (Женевский университет) считает одной из самых больших нерешенных проблем космологии.

До сих пор астрономы обнаружили и наблюдали только несколько галактик и квазаров этой эпохи. Хотя некоторые из этих первичных звездных скоплений испускают чрезвычайно высокие уровни радиации, для реионизации (повторной ионизации) ее недостаточно. Кроме того, считалось, что многие другие ранние галактики были слабыми и не производили достаточно жесткого излучения. Однако де Баррос и его команда выяснили, что это ошибка.

Для своего исследования они проанализировали данные космического телескопа Спитцер (НАСА) и 135 галактик, существовавших после Большого взрыва в промежутке от нескольких сотен млн до одного млрд лет. Телескоп регистрировал их световые спектры в двух областях инфракрасного света. Это излучение в раннем космосе было коротковолновым и высокоэнергетическим, но затем было растянуто расширением Космоса.

Отдаленные галактики на изображении космического телескопа Хаббл и инфракрасное изображение одной из них. Фото: © НАСА / ЕКА / Спитцер / Паскаль Ош / С. Де Баррос

Оценка показала удивительные результаты: в обоих инфракрасных каналах эти первые галактики сияли гораздо интенсивнее, чем ожидали астрономы.

«Полученные нами для этих галактик данные производства ионизирующих фотонов, по крайней мере, в три раза выше, чем канонические».
Стефан де Баррос

Следовательно, эти галактики производили значительно больше жесткого ионизирующего излучения, чем предполагалось на основе популярных моделей. Но это означает, что галактики с очень высокой интенсивностью излучения были в первые дни существования Вселенной, по-видимому, не редким исключением, а скорее правилом.

В этой работе астрономы впервые исследовали излучение более крупных первичных скоплений звезд и определили, что даже предположительно средние галактики производили больше ионизирующего излучения, чем аналогичные им сегодняшние кластеры. Полученные результаты - еще один шаг, который поможет разгадать тайну космической реионизации, считает соавтор исследования Паскаль Ош (Женевский университет).

Теперь нам известно, что ранние галактики по своим физическим условиям значительно отличались от сегодняшних. Это повышает вероятность, что такие первичные звездные скопления были главными игроками в реионизации.

Правильно ли это предположение, поможет установить в ближайшем будущем космический телескоп JEST, получивший имя Джеймса Вебба. Его запуск в космос, намеченный на 2021 год, обеспечит сканирование некоторых инфракрасных длин волн, в которых скрыты сигнатуры раннего жесткого излучения. Благодаря 6,50-метровому зеркалу JEST сможет заглянуть в далекую Вселенную глубже и предоставить более точные данные.

Источник: .scinexx.de