Новая ідэя, якая паказвае, як Галактыкі асвятлялі ранні Сусвет

Галактыкі ў раннім Сусвеце былі нашмат ярчэй, чым прагназавалі астраномы, паказваюць новыя знаходкі касмічнага тэлескопа Шпіца. Старажытныя галактыкі свяціліся ў інфрачырвоным святле, які пакінуў свой крыніца ў самыя раннія эпохі галактык і зорак. Астраномы лічаць, што гэта знаходка можа дапамагчы адказаць на інтрыгуючую таямніцу з самай ранняй эры нашага Космасу.

Пасля Вялікага выбуху Сусвет напоўніўся энергіяй, але матэрыя яшчэ не была створана. Першая справа, якая ўзнікла, была ў выглядзе іянізаванага вадароду і гелія, і святло пачало напаўняць Космас. Аднак, прыкладна праз 300 000 гадоў пасля Вялікага выбуху, гэты іянізаваны газ стаў электрычна нейтральным, і Сусвет увайшла ў эпоху, якую касмолагі называюць "Цёмнымі стагоддзямі".

Уяўленне мастака пра тое, як можа выглядаць ранняя галактыка. Актыўнае ўтварэнне зорак у спалучэнні з частай гібеллю зорак асвятліла б газ паміж зоркамі, зрабіўшы галактыку ў большай ступені непразрыстай і пакідаючы гэтыя целы невялікай структурай. Крэдыт малюнка: Джэймс Джозэфідэс (Swinburne Astronomy Productions)

У пачатку…

Эпоха рэянізацыі пачалася праз 500 мільёнаў гадоў пасля Вялікага выбуху, у той час, калі ўпершыню пачалі складвацца квазары, і пачалі развівацца галактыкі. Павольна, на працягу яшчэ 500 мільёнаў гадоў, гэтая рэанізацыя асвятліла Сусвет, ператварыўшы Космас з цёмнай прасторы ў бліскучае месца, якое мы ведаем сёння. Як адбылася рэінізацыя, застаецца загадкай.

"Гэта адно з самых вялікіх адкрытых пытанняў назірання ў касмалогіі. Мы ведаем, што гэта адбылося, але што гэта выклікала? Гэтыя новыя высновы могуць стаць вялікай падказкай ", - сказала Стэфан Дэ Барос з Жэнеўскага універсітэта.

Складзены вобраз поля галактык, зняты касмічнымі тэлескопамі Хабл і Шпіцэр. Самыя старыя, цьмяныя галактыкі абведзены кружочкамі. Выява ўнізе справа ўнізе паказвае буйны, доўгі экспазіцыйны малюнак адной з гэтых старажытных сямейных зорак. Малюнак: NASA / JPL-Caltech / ESA / Spitzer / P. Oesch / S. Дэ Баррос / І.Лаббе

Касмічны тэлескоп Шпіцера быў выкарыстаны для агляду апошніх ранніх галактык у Космасе, што на 13 мільярдаў светлавых гадоў ад Зямлі. Экспертыза 135 галактык выявіла, што гэтыя старажытныя целы, населеныя маладымі масіўнымі зоркамі, былі дзіўна энергічнымі на дзвюх частотах інфрачырвонага святла. Гэтыя даўжыні хваль адпавядалі святлу, які выпрацоўваецца іянізуючым выпраменьваннем, узаемадзейнічаючы з вадародам і кіслародам у межах галактык.

"Мы не чакалі, што Спітцер, які не мае памеру люстэрка Хула-Хупа, зможа ўбачыць галактыкі так блізка да світання часу. Але прырода поўная сюрпрызаў ", - сказаў Майкл Вернер, навуковец праекта Spitzer у Лабараторыі рэактыўнага руху НАСА.

Графічнае ўяўленне пра гісторыю Сусвету. Малюнак: С. Г. Джоргоўскі і інш. / Digital Media Center, Caltech

Каб палегчыць гісторыю ...

Пасля ўтварэння рэчывы адзіным электрамагнітным выпраменьваннем, якое магло пранізваць Сусвет, былі радыёхвалі і бачнае святло, а выпраменьванне кароткай даўжыні хвалі - напрыклад, ультрафіялетавае святло - захоплівалася атамамі вадароду. У працэсе гэтых атамаў пазбаўляліся іх электронаў, ствараючы іёны.

Доказы гэтай эпохі рэіянізацыі бачныя, калі астраномы азіраюцца на самыя раннія дні Космасу, у той час як крыніца велізарнай колькасці энергіі, неабходнай для харчавання гэтай змены ва ўсёй Сусвеце, застаецца невядомым. Зоркі ці галактыкі, магчыма, былі адказнымі, але энергетыка гэтых тэл запатрабавала б, каб гэтыя органы былі значна больш магутнымі, чым сёння. Адна з тэорый мяркуе, што квазары - галактыкі з неверагодна магутнымі звышмасіўнымі чорнымі дзіркамі - магчыма, вырабілі энергію, неабходную для іёнізацыі матэрыі Космасу.

“Гісторыя дагэтуль: На пачатку была створана Сусвет. Гэта прымусіла многіх людзей вельмі раззлавацца і ў цэлым лічыцца дрэнным крокам ".
- Дуглас Адамс, Рэстаран у канцы Сусвету

Я бачу ясна зараз

«Гэтыя вынікі Шпіцэра, безумоўна, яшчэ адзін крок у развязанні таямніцы касмічнай рэіянізацыі. Цяпер мы ведаем, што фізічныя ўмовы ў гэтых ранніх галактыках былі вельмі рознымі, чым у тыповых сёння. Гэта будзе задача касмічнага тэлескопа Джэймса Уэбба, каб высветліць падрабязныя прычыны ", - сказаў Паскаль Оеш з Жэнеўскага універсітэта.

Касмічны тэлескоп Джэймса Уэбба, які мог бы адказаць на многія пытанні, якія застаюцца ў самай ранняй эры ў Сусвеце, плануецца запусціць у 2021 годзе.