Древний свет, которого не должно быть. Решена одна из главных загадок ранней Вселенной

Фото: NASA

Космический телескоп Уэбб имеет приборы с огромной чувствительностью, которые могут показать, что происходит в самых далеких уголках Вселенной. Благодаря этому астрономы впервые выяснили, что находится в окрестностях галактик из самой ранней Вселенной. Таким образом они решили одну из главных загадок астрономии. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Astronomy, пишет Universe Today.

Астрономы до сих пор могут наблюдать свет от атомов водорода, который должен был быть полностью заблокирован первозданным газом, образовавшимся после Большого взрыва. Но почему так происходит, оставалось загадкой, до нового исследования.

Новые наблюдения телескопа Уэбб в сочетании с моделированием позволили выяснить, что стоит за светом, который излучают атомы водорода. Оказалось, что ранние галактики окружают другие, более тусклые подобные объекты, и слияние галактик является источником необъяснимого излучения водорода.

Как известно свет имеет постоянную скорость перемещения, которая составляет 300 тысяч км/с. Чем дальше находится галактика, тем дольше свету теребуется времени чтобы долететь до Солнечной системы. Но именно наблюдения за самыми далекими галактиками из ранней Вселенной помогают понять, как она была в начале своей истории.

В самых первых галактиках происходило очень бурное образование новых звезд и эти галактики были наполнены источниками света, который излучали атомы водорода – излучением Лаймана-альфа. Но в эпоху реионизации регионы с бурным появлением новых звезд окружало огромное количество нейтрального газообразного водорода.

Также пространство между галактиками было намного больше наполнено нейтральным водородом, чем сейчас. Этот нейтральный газ может поглощать и рассеивать такого рода излучение водорода, поэтому астрономы уже давно считали, что сильное излучение Лаймана-альфа из очень ранней Вселенной нельзя увидеть сегодня. Но такое излучение наблюдали раньше и это оказалось загадкой, которую не могли долго решить. Нужно было найти ответ на вопрос, каким образом происходит наблюдение излучение атомов водорода из ранней Вселенной, если этот свет должен был уже давно быть поглощенным и рассеянным. То есть первозданный газ, образовавшийся после Большого взрыва, должен был заблокировать это излучение.

Благодаря новому наблюдению за космосом с помощью космического телескопа Уэбб, ученые смогли обнаружить маленькие и тусклые галактики, которые находились рядом с яркими галактиками из очень ранней Вселенной и из них выходило необъяснимое излучение водорода. Ученые пришли к выводу, что слияние этих первых галактик приводит к тому, что излучение атомов водорода все еще можно наблюдать сейчас.

Исследование показало, что во время формирования новых звезд, спровоцированного слиянием галактик, произошли две вещи. Звезды выпустили излучение Лайман-альфа и создали каналы ионизированного водорода в блокирующем свет нейтральном водороде. Благодаря этому виден свет атомов водорода, который по идее должен был быть невидимым.

Это исследование показывает, что в самой ранней Вселенной было больше галактических слияний, чем предполагали астрономы.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ARDinform