Астрономы нашли источник света, который сделал Вселенную прозрачной
Космический телескоп «Хаббл» обнаружил в древней галактике MXDFz4.4 чрезвычайно плотное скопление горячих массивных звезд, существовавшее всего через 1,4 млрд лет после Большого взрыва. Открытие помогло ученым приблизиться к разгадке одной из главных тайн ранней Вселенной — того, как завершилась Эпоха реионизации.
Художественное изображение галактики MXDFz4.4 и её плотного скопления ярких звёзд. (Источник изображения: NASA/ESA/Leah Hustak (STScI))В первые сотни миллионов лет после Большого взрыва Вселенная была заполнена плотным облаком нейтрального водорода. Этот своеобразный «космический туман» поглощал ультрафиолетовое излучение и делал пространство непрозрачным для значительной части света. Долгое время астрономы спорили о том, что именно рассеяло этот газ и сделало Вселенную прозрачной: первые поколения звезд или активные сверхмассивные черные дыры.
Наблюдения «Хаббла» стали весомым аргументом в пользу первой версии. Телескоп зафиксировал мощный поток ионизирующего ультрафиолетового излучения от компактного звездного скопления в галактике MXDFz4.4, что указывает на ключевую роль молодых массивных звезд в процессе реионизации.
Галактика была впервые обнаружена в рамках сверхглубокого обзора MXDF с помощью спектрографа MUSE на Очень Большом Телескопе (VLT) в Чили. Ее индекс z4.4 соответствует красному смещению 4,4, то есть мы наблюдаем объект таким, каким он был около 12,4 млрд лет назад.
Вид галактики MXDFz4.4, сделанный космическим телескопом «Хаббл». Изображение предоставлено: НАСА/ESA/CSA/STScI/Илиас Гувартс и Антон Кукемоер (STScI)/Марк Рафельски (STScI, JHU). Обработка изображений: Алисса Пэган (STScI))За время путешествия к Земле ультрафиолетовое излучение растянулось из-за расширения Вселенной и сместилось в видимый диапазон, что и позволило «Хабблу» его зарегистрировать. По словам ученых, ранее астрономам удавалось находить галактики этой эпохи, однако MXDFz4.4 стала первым объектом, от которого удалось напрямую зафиксировать ионизирующие фотоны.
Хотя галактика примерно в 100 раз меньше Млечного Пути, звезды в ней рождаются в десять раз быстрее. Основная часть звездообразования сосредоточена в одном чрезвычайно компактном кластере.
Объединив данные «Хаббла» с наблюдениями космического телескопа «Джеймс Уэбб», исследователи пришли к выводу, что звезды в этом скоплении формировались серией мощных вспышек. Каждая такая волна порождала новые поколения горячих массивных светил, чье излучение постепенно пробивало окружающий водородный «туман», создавая «каналы» для выхода ультрафиолетового света.
Дополнительную роль сыграли взрывы сверхновых. Спустя несколько миллионов лет после рождения массивные звезды завершали свою жизнь мощными взрывами, которые выталкивали окружающий газ и формировали огромные полости в межзвездной среде. Через эти «окна» ионизирующее излучение могло распространяться еще эффективнее.
Ученые считают, что подобные процессы могли происходить по всей ранней Вселенной, постепенно очищая космос от первородного водородного «тумана». Поиск новых объектов, подобных MXDFz4.4, поможет точнее восстановить картину того, как Вселенная стала прозрачной для света.
Сегодня стало известно, что запуск российского телескопа «Спектр-УФ» на замену именитому Hubble запланирован на 24 октября 2031 года. Выводить телескоп будет новая ракета «Ангара-А5М».
© iXBT
