Эти блестящие звездные хранители зажгли первые огни, которые свободно распространялись по вселенной.
Первые галактики сияли ярко и жарко, освещая космос вокруг них.
По словам группы астрономов, первые галактики нашей вселенной сияли горячее и ярче, чем думали ученые, и установили колоссальные 400 часов наблюдения на космическом телескопе Спитцер НАСА. Открытие может ответить на давний вопрос о том, как свет впервые свободно распространялся через детскую вселенную.
«Мы не ожидали, что телескоп с зеркалом, не превышающим обруч, сможет видеть галактики так близко к незапамятным временам», - сказал автор исследования Майкл Вернер в пресс-релизе. Вернер - исследователь проекта Спитцера в Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат Калифорния. «Но природа полна сюрпризов, - добавил он, - и неожиданная яркость этих ранних галактик в сочетании с превосходными характеристиками Спитцера ставит их в радиус действия».
Первый космический свет
После Большого взрыва наша вселенная состояла в основном из газа. Первые звезды образовались от 100 до 200 миллионов лет. И понадобилось еще около миллиарда лет, чтобы эти солнца собрались вместе в качестве первых галактик. Но большую часть этого периода Вселенная была заполнена холодным водородным газом. Некоторые виды света могут свободно проходить через такой газ. Но излучение с более высокой энергией, такое как ультрафиолетовое излучение и гамма-излучение, немедленно поглощается. Это останавливает свободный поток этого света через пространство, где однажды, миллиарды лет в будущем, он может отразиться в телескопе наблюдателя Земли.
И когда эти первые звезды и галактики начали заполнять нашу раннюю вселенную высокоэнергетическим излучением, весь этот газ был насыщен светом, пока он просто не мог больше поглощать, и свет начал свободно распространяться по космосу. Этот переход известен как эпоха реионизации, и он отмечает облачный край космической истории, прошлое, которое астрономы никогда не увидят.
Исследователи понимают этот барьер и его причину в общих чертах. Но когда именно эта ионизация произошла и как, осталась загадкой. А астрономы все еще обсуждают конкретные источники всего этого излучения.
Вот почему эти новые наблюдения важны. Глубокий взгляд телескопа позволил астрономам увидеть волны определенной длины от самых ранних галактик Вселенной. Результаты показывают, что первые галактики были чрезвычайно легкими в «металлах», которые астрономы называют любыми элементами, кроме водорода и гелия. Открытие также подразумевает, что звезды в этих галактиках содержали мало тяжелых элементов, которые помогали им гореть горячим и производить такое ионизирующее излучение, которое очистило бы газовую завесу от нашего космоса.
Эти горячие звезды образовали ранние галактики, которые изучал телскоп, делая их ярче, чем сегодняшние галактики, и ярче, чем ожидали астрономы. Исследователи во главе со Стефаном Де Барросом из Женевского университета в Швейцарии опубликовали свое исследование 4 апреля в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.
В то время как некоторые примеры таких удивительно ярких галактик были обнаружены ранее в предыдущих поисках, опрос Спитцера (названный GREATS и основанный на обзоре Хаббла под названием GOODS) включал 135 ранних галактик. Это говорит астрономам, что такая яркость была распространена в этих ранних галактиках, а не черта, принадлежащая нескольким впечатляющим выбросам.
До сих пор неясно
могут ли эти яркие галактики ионизировать Вселенную самостоятельно, или же за это могут быть ответственны дополнительные источники света, такие как излучение, которое активно излучает черные дыры в центре галактик. Но такие телескопы, как Джеймс Уэбб, который должен быть запущен в 2021 году, будут более чем в семь раз больше, чем Spitzer, и смогут изучать первые годы существования Вселенной еще более подробно. Возможно, однажды астрономы получат верный ответ о том, какие объекты были ответственны за включение света в космосе.