Астрономы обнаружили яркое и плотное скопление горячих массивных звезд, которое помогло завершить эпоху космического тумана. В те времена нейтральный водород окутывал космос непроницаемым одеялом, блокирующим ультрафиолетовое излучение. Находка, сделанная космическим телескопом «Хаббл», указывает на то, что именно мощные вспышки звездообразования создавали волны ионизирующей радиации, постепенно делавшие Вселенную прозрачной.
Конец эпохи нейтральной тьмы
Вскоре после Большого взрыва пространство заполнял нейтральный водородный газ, абсолютно непрозрачный для коротковолнового излучения. Однако ультрафиолет оказался его злейшим врагом: он шаг за шагом ионизировал этот газ, выбивая электроны. Как только водород ионизируется, он теряет способность поглощать УФ-излучение, и космос становится прозрачным. Этот процесс занял примерно первый миллиард лет и получил название «Эпоха Реионизации».
Главными подозреваемыми в запуске этого процесса долгое время считались две силы: активные сверхмассивные черные дыры и первые поколения горячих массивных звезд. Но пока нейтральный газ эффективно поглощал ультрафиолет, отследить его обратно к источнику и определить истинного виновника было почти невозможно.
В 2023 году «Джеймс Уэбб» (JWST) совершил прорыв, обнаружив галактику возрастом 900 миллионов лет после Большого взрыва, которая генерировала достаточно энергии для ионизации окружающего газа. Теперь же «Хаббл» пошел дальше.
Луч, пробившийся сквозь века
«Хаббл» зафиксировал ультрафиолетовое излучение от галактики MXDFz4.4. Его можно было увидеть лишь при условии, что газ вокруг нее уже ионизирован. Наблюдение разрушило прежние скептические прогнозы.
«Считалось, что увидеть такую галактику невозможно, — признался Илиас Гувартс из Научного института космического телескопа (STScI) в Балтиморе, руководивший открытием. — Мы ожидали, что туман из нейтрального водорода, заполнявший раннюю Вселенную, окажется слишком толстым и скроет ионизирующий свет. «Хаббл» не только разглядел его, но и помог выявить невероятные детали о строении галактики».
Галактика получила свое обозначение благодаря глубокому обзору MUSE eXtremely Deep Field, а redshift 4.4 говорит о том, что свет шел до нас 12,37 миллиарда лет. Из-за расширения Вселенной тот самый ультрафиолет сместился в видимый спектр. Марк Рафельски, заместитель главы миссии «Хаббл» в STScI, подчеркнул уникальность объекта: «Астрономы нашли множество галактик этого периода, но ни в одной ранее мы не регистрировали сами ионизирующие фотоны. Это делает MXDFz4.4 единственной в своем роде».
Маленький гигант с заводным характером
Размер MXDFz4.4 в сто раз меньше нашего Млечного Пути, но скорость звездообразования там в десять раз выше. Основная фабрика по производству звезд — то самое яркое плотное скопление, испускающее ультрафиолет. Гувартс поясняет принцип работы: «Множество молодых, горячих, массивных звезд, упакованных в тесном пространстве, гораздо эффективнее пробивают непрозрачную завесу».
Сопоставив снимки «Хаббла» с данными JWST, который искал более холодные и старые звезды, ученые реконструировали «ритм жизни» скопления. Звездообразование шло не равномерно, а импульсами. Каждая такая вспышка выдавала новую порцию жесткой радиации, расчищая вокруг себя все больше пространства. Сейчас мы видим галактику такой, какой она была спустя 250 миллионов лет после завершения ионизации. Эти звезды-гиганты живут недолго — через несколько миллионов лет они погибают в сверхновых, ударные волны от которых создают в газе гигантские пузыри и новые тоннели для выхода света.
Вердикт вынесен
Похоже, наблюдения окончательно подтверждают теорию: именно горячие массивные звезды в молодых галактиках сыграли главную роль в очищении космоса от нейтрального тумана.
«Наблюдения MXDFz4.4 позволили нам проверить гипотезы в условиях, гораздо более близких к Эпохе Реионизации, чем когда-либо прежде, — отметил Рафельски. — Теперь поиск новых галактик, особенно в чуть более позднее время, поможет уточнить измерения и до конца понять, что же именно открыло нам обзор в те далекие эпохи».
Источники: NASA, ESA, Space Telescope Science Institute (STScI), данные исследования опубликованы 23 июня в журнале The Astrophysical Journal.
В нашем Telegram‑канале, вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Поделитесь:
Оставьте Комментарий