Астрофизики объяснили загадочный феномен ионизации Вселенной

"Дырявые" галактики помогли астрономам раскрыть одну из давних тайн Вселенной. Новое исследование предполагает, что именно они сыграли решающую роль в ионизации космического материала.

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics, а коротко о нем рассказывает Phys.org. Новая работа предлагает ответ на давнюю загадку о том, как все окружающее нас стало той Вселенной, какую мы знаем. Общепринятая теория гласит, что на ранней стадии своего существования Вселенная состояла из нейтрального межзвездного газа.

Миллиарды лет назад она была намного меньше и намного горячее, чем сегодня. По сути, она состояла из раскаленной плазмы, в которой электроны были отделены от атомных ядер. Расчеты показывают, что все неожиданно изменилось, когда Вселенной исполнилось около 380 тысяч лет. По какой-то причине она остыла до такой степени, что электроны могли рекомбинировать на своих ядрах, образуя "суп" из нейтральных атомов.

Однако современная Вселенная вовсе не состоит из нейтрального газа, а ионизируется. До последнего времени для ученых было загадкой то, что произошло с Вселенной за миллиарды лет, что именно заставило нейтральный космический газ превратиться в ионизированную плазму. Кстати, астрономы называют это событие эпохой реионизации.

В новом исследовании группа астрономов использовала данные недавно запущенного космического телескопа Джеймса Уэбба, который является мощнейшим на сегодняшний день. Полученные сведения позволили исследователям сравнить характеристики различных галактик. Дальнейшее моделирование показало, что в среднем галактики в ранней Вселенной пропускали примерно 12 процентов фотонов высокой энергии. А проведенные расчеты показали, что этого как раз достаточно, чтобы потенциально реионизировать весь космос за относительно короткий промежуток времени.

Иными словами, "дырявые" галактики, пропускавшие фотоны, по мнению авторов работы, несут ответственность за эпоху реонизации. Ученые предполагают, что эти события развернулись в первые несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. "Дырявыми" они называют молодые галактики, отличавшиеся очень большим звездообразованием. Описанный сценарий предполагает, что каждая отдельная галактика способна ионизировать газ только в непосредственной близости от нее. Но было достаточно много галактик, через которые высокоэнергетическое излучение могло просачиваться в окружающее пространство. Это и позволило реионизировать всю Вселенную.