Астрономы проливают свет на «тёмные века» Вселенной

Наблюдать за Вселенной — это всё равно, что путешествовать во времени. Осознание этого захватывает дух. Чем дальше во Вселенную вы заглядываете, тем дальше удаляетесь во времени, тем более древние объекты видите. Так что, если хотите, телескоп — это своеобразная машина времени.

Но это не значит, что чего-то очень древнего нет по соседству с нами. В течение последнего десятилетия астрономы обнаружили десятки маленьких тусклых галактик, вращающихся вокруг Млечного пути. И, если верить объективным показателям, применяемым в науке для определения возраста, это одни из старейших объектов космоса. Изучая этих старожилов, живущих рядом с нами, мы сможем лучше понять механизмы эволюции Вселенной.

Галактика Млечный путь
Галактика Млечный путь

Исследования

В конце августа в журнале «Astronomical Journal» группа исследователей отчиталась о том, как наблюдение за этими крайне тусклыми объектами помогло пролить свет на ранние периоды существования космоса. Некоторые подзаголовки и словосочетания, использованные учёными, создают впечатление, что эти древние галактики обнаружены совсем недавно, однако мы знаем о них уже сравнительно давно.

До 2006 года астрономы обнаружили около дюжины маленьких галактик, приютившихся рядом с Млечным путём. Оборудование в то время было недостаточно чувствительным для большего. Однако к 2016 году это количество возросло до 54, и некоторые из найденных объектов оказались чрезвычайно древними. Они есть у нас, у близкой к нам Андромеды, и наверняка вокруг всех остальных крупных галактик.

Галактика Андромеды
Галактика Андромеды

Что в упомянутом исследовании ново, так это использование информации об этих объектах для изучения эпохи реионизации — времени, когда образование звёзд во Вселенной практически прекратилось. Спустя 380000 лет после Большого взрыва космос представлял собой в высшей степени тёмное пространство. Это было начало «Тёмных веков» Вселенной — эпохи, когда гравитация ещё не стянула водород и гелий в облака, необходимые для начала формирования звёзд. Эта эра продлилась около 100 миллионов лет, до той поры, когда ядерные горнила первых звёзд не начали излучать собственную электромагнитную радиацию. Некоторая её часть была представлена в ультрафиолетовой части спектра, и обладала достаточной энергией, чтобы выбивать электроны из остаточного водорода, ионизируя его. Или, вернее сказать, реионизируя, так как до Тёмных веков водород пребывал в виде заряженных ионов. Именно поэтому, как уже можно догадаться, этот период истории Вселенной называется эпохой реионизации.

Эпоха реионизации

Реионизированный водород был настолько горяч и перемещался с такой скоростью, что гравитация не могла ухватить его и направить на строительные работы. Однако образование новых звёзд прекратилось не во всех галактиках. В самых массивных оно продолжалось. Но это была лишь малая часть от общего количества объектов этого типа – большинство галактик были крайне малы, и их рост остановился. Космосу потребовался миллиард лет, чтобы всё в нём остыло до температуры, позволяющей новым галактикам образовываться, а уже существовавшим — снова начать расти. Но мы очень мало знаем об эпохе реионизации. Прежде всего, о том, когда конкретно она происходила. Этот вопрос и затрагивает уже упомянутая статья.

Читайте так же:  Три аварии в космосе за неделю - что значит эта чёрная полоса?

Те маленькие галактики, что находятся рядом с Млечным путём, хранят свидетельства эпохи ограниченного роста. Чтобы заставить их говорить, исследователи применили компьютерное моделирование в сочетании с наличествующей фактической информацией о скоплениях карликовых галактик, окружающих Млечный путь и Андромеду. Они провели симуляции светимости, то есть выходной световой мощности каждой из них. Были обнаружены две чётко различимые группы популяций — тусклые и более светлые галактики, разделённые полосой пространства. И вот эта пропасть между ними объясняется, по всей видимости, реионизацией!

Маленькие галактики
Маленькие галактики

Те области космоса, в которых было меньше вещества, не обладали гравитацией, достаточной, чтобы превратить ионизированный водород в звёзды. Поэтому их рост остановился и они остались тусклыми. Это служит доказательством реионизации как таковой, но тут есть и ещё один аспект. Исследователям удалось использовать количество тусклых галактик для установления более точного диапазона периода реионизации. Чем позже он начался, тем больше их, этих объектов, должно быть. Тут все логично – у них банально было больше времени для рождения, если считать от Большого взрыва до момента, когда процесс образования новых звёзд во Вселенной резко замедлился и почти остановился.

Модель, созданная учёными, указывает на то, что стопроцентная реионизация была достигнута, когда Вселенной было 950 миллионов лет. Но это гораздо позже, чем все те даты, которые называются другими группами исследователей, занимающихся изучением этого вопроса. Одна из них, носящая название «Planck Collaboration», например, датирует это событие 570 миллионами лет после Большого взрыва. Это означает, что исследования нужно продолжать. Только тогда мы дадим более точный ответ на вопрос, когда же закончилась реионизация Вселенной.

Реионизация Вселенной
Реионизация Вселенной

Ещё одним основанием для продолжения изысканий является то, что данные, которые используются сегодня, не отличаются полнотой. На окраинах Млечного пути может быть гораздо больше тусклых маленьких галактик, и их свойства могут изменить результаты моделирования. Кроме того, те данные, которые использовали учёные, получены только в нашей местной группе галактик, а в других местах космоса ситуация с этими старожилами может выглядеть иначе.

Одним из способов проверки обоснованности результатов этого исследования является их использование для прогнозирования. В частности, учёные сделали предположение о количестве тусклых галактик, являющихся спутниками Большого Магелланова облака, которое само является спутником нашей галактики, Млечного пути. Это значение, по их мнению, с вероятностью 68% составляет 26 плюс-минус 10. Как видим, итоговое значение не отличается сверхъестественной точностью, но это лишь начало большого пути. Кто знает, может быть, мы найдём ответ на то, какой была история ранней Вселенной, не отправляясь в трудновообразимые дали, к самому краю всего сущего. Истина вполне может быть где-то рядом, буквально по соседству.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector