Время, огда Вселенная переходила от темноты к свету, когда образовывались первые галактики, называется Космическим рассветом. Однако, даже самыми мощными телескопами, эти самые ранние звезды напрямую наблюдать невозможно. По этой причине свойства этих звезд — одна из самых больших загадок астрономии.
Недавно международная группа астрономов, под руководством ученых из Кембриджского университета, показала, что можно узнать о массах первых звезд, изучая специфический радиосигнал, появившийся всего через сто миллионов лет после Большого взрыва. его создают атомы водорода, заполняющие пустоты между областями звездообразования. Его называют «21-сантиметровым сигналом».
Изучая, как первые звезды и их остатки повлияли на этот сигнал, исследователи показали, что будущие радиотелескопы помогут нам понять очень раннюю Вселенную и то, как она трансформировалась из почти однородной массы, состоящей в основном из водорода, в невероятную сложность, которую мы видим сегодня. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
«Это уникальная возможность узнать, как первый свет Вселенной появился из темноты. Переход от холодной, темной Вселенной к Вселенной, заполненной звездами, — это история, которую мы только начинаем понимать», -— сказала соавтор профессора Анастасия Фиалков из Института астрономии Кембриджа.
Изучение самых древних звезд Вселенной зависит от слабого 21-сантиметрового сигнала, которому более 13 миллиардов лет. Этот сигнал, находящийся под влиянием излучения ранних звезд и черных дыр, предоставляет редкую возможность заглянуть в зарождение Вселенной.
Фиалков возглавляет теоретическую группу проекта REACH (Радиоэксперимент для анализа космического водорода). REACH — это радиоантенна, которая может помочь узнать о Космическом рассвете и Эпохе реионизации, когда первые звезды дали заряд нейтральным атомам водорода. Покка REACH все еще находится на стадии калибровки. Кроме того, Square Kilometer Array (SKA) — массивная сеть антенн, находящаяся в стадии строительства, будет картировать колебания космических сигналов на огромных участках неба.
В недавнем исследовании, Фиалков и ее сотрудники разработали модель, которая показала, что 21-сантиметровый сигнал, который будут считаывать REACH и SKA, чувствителен к массам первых звезд.
«Эти выводы получены из симуляций, интегрирующих первичные условия Вселенной, в частности, водородно-гелиевый состав, образовавшийся в результате Большого взрыва», – сказала Фиалков.
Радиоастрономия полагается на статистический анализ слабых сигналов. REACH и SKA не смогут изображать отдельные звезды, но предоставят информацию о целых популяциях.
Астрофизики поняли, что помешало самым первым звездам расти бесконечно
Наземные телескопы впервые поймали сигнал давностью в 13 млрд лет
Наконец-то найдены звезды, состоящие исключительно из первозданного газа
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram