Телескопы ловят свет, который летел миллиарды лет. Но увидеть то, что почти невесомо и прозрачно — задача другого уровня сложности.
Группа астрофизиков из нескольких стран столкнулась именно с этим. Им нужно было разглядеть газ — не просто газ, а тот самый, первичный, который появился сразу после Большого взрыва. Тот, которому больше 13 миллиардов лет. Который почти ничего не весит, почти не светится и вообще ведёт себя так, будто специально прячется от любопытных глаз.
Теория не хочет подтверждаться
Космологи давно подозревали: молодые галактики должны откуда-то брать строительный материал. Звёзды рождаются, умирают, взрываются — весь этот круговорот требует ресурсов. И вот теоретики придумали красивую схему: галактики просто засасывают в себя первичный газ из межгалактического пространства. Как пылесос. Процесс назвали холодной аккрецией, потому что газ поступает не раскалённым, а относительно прохладным — по космическим меркам.
Звучит логично. Модели работают. Расчёты сходятся.
Но вот незадача: никто толком не мог это увидеть.
"Понимаете, одно дело — нарисовать схему на бумаге, совсем другое — поймать этот газ в реальности. Он настолько разреженный, что даже мощнейшие телескопы его еле различают", — так выразился один из коллег исследовательской группы в частной беседе.
Находка в пустоте
А потом появилась галактика VGS 12. Маленькая, молодая, карликовая — и живущая в космическом "пузыре". То есть вокруг неё почти ничего нет. Никаких соседей, никаких крупных скоплений. Идеальная лаборатория.
Астрофизики из МГУ и Специальной астрофизической обсерватории РАН вместе с коллегами из Германии, Мексики, Нидерландов и США направили на неё целый арсенал инструментов. Радиотелескопы, оптические приборы, спектрографы.
И вот что выяснилось: у этой галактики есть полярный диск. Такой внешний "обод" из газа, который вращается перпендикулярно основной плоскости. И в этом диске — сюрприз. Газ там беднее тяжёлыми элементами, чем должен быть.
Почему это важно? Потому что тяжёлые элементы — железо, углерод, кислород — появляются только внутри звёзд. Первичный газ, тот самый, что возник после Большого взрыва, их не содержит. Только водород, гелий и капельку лития.
Если газ в диске обеднён тяжёлыми элементами, значит, туда влился свежий поток первичного вещества. Вещества, которому 13 миллиардов лет.
Что вообще происходит там, в темноте?
Представление о космосе у большинства людей — это яркие звёзды, красивые туманности, галактики-спирали. Но между всем этим великолепием — пустота. Огромная, холодная, почти безжизненная.
Почти.
Потому что в этой пустоте плавают остатки самого раннего вещества Вселенной. Водород и гелий, которые никогда не попадали в звёзды, не сжигались, не превращались во что-то ещё. Просто дрейфовали миллиарды лет.
И вот галактики, оказывается, умеют их ловить.
Газ приходит не равномерным потоком, а "нитями" — так говорят астрофизики. Такие космические реки, которые текут под действием гравитации прямо в галактику. Вы когда-нибудь видели, как вода затягивается в воронку? Примерно так же, только масштабы другие. И скорости тоже.
Главный инструмент: шестиметровое зеркало
Химический состав газа измерили с помощью крупнейшего в Евразии телескопа — шестиметрового гиганта Специальной астрофизической обсерватории РАН. Это не просто большая труба с линзами. Это сложнейший прибор, который ловит слабейший свет, раскладывает его на спектры и позволяет понять, из чего состоит объект на расстоянии миллионов световых лет.
"Мы долго настраивали аппаратуру, калибровали каждую деталь. Когда увидели первые данные, честно говоря, не сразу поверили. Слишком уж чётко всё указывало на приток первичного газа", — делится впечатлениями один из участников проекта.
Алексей Моисеев, заведующий лабораторией, уточняет: раньше считалось, что холодная аккреция — это процесс из далёкого прошлого. Что так было миллиарды лет назад, когда Вселенная была молодой и горячей. А сейчас всё уже устоялось, и галактики питаются в основном тем, что накопили внутри себя.
Но VGS 12 показала: нет, процесс продолжается. Прямо сейчас. В современной Вселенной.
А зачем вообще это знать?
Вопрос справедливый. Какая разница обычному человеку, чем там питаются какие-то галактики за миллиарды километров от Земли?
Разница вот в чём: это помогает понять, как вообще работает Вселенная. Откуда берутся галактики, почему одни из них огромные и яркие, а другие — маленькие и тусклые. Почему звёзды рождаются именно с такой скоростью, а не с другой.
И главное — это помогает понять, что происходило в самом начале. Когда не было ни планет, ни звёзд, ни даже атомов тяжелее гелия. Только горячий суп из элементарных частиц, который постепенно остывал и собирался в первые структуры.
Мы живём внутри этого процесса. Все атомы нашего тела когда-то были частью звёзд. А ещё раньше — частью того самого первичного газа.
Что дальше?
Исследователи не собираются останавливаться на одной галактике. Уже планируются наблюдения других объектов в космических "пустотах" — тех регионах, где галактик мало и где легче отследить чистые процессы без лишних помех.
"Нам нужно понять, насколько распространён этот механизм. Может быть, VGS 12 — исключение. А может, наоборот — так питается большинство молодых галактик, просто мы раньше не могли это увидеть", — говорит один из астрофизиков.
Технологии развиваются. Телескопы становятся мощнее. Алгоритмы обработки данных — точнее. То, что ещё десять лет назад казалось невозможным, сегодня превращается в рутинную задачу.
Хотя рутинной работу по поиску газа возрастом 13 миллиардов лет не назовёшь даже с большой натяжкой.
Почему это вызывает такие чувства?
Есть что-то завораживающее в том, что мы можем заглянуть так далеко в прошлое. Свет, который ловят телескопы, начал своё путешествие тогда, когда на Земле ещё не было даже бактерий. Когда Солнечной системы не существовало. Когда наша Галактика только формировалась.
И в то же время — что-то тревожное. Потому что все эти процессы идут по своим законам, совершенно не обращая внимания на наше присутствие. Галактики пожирают древний газ, звёзды вспыхивают и гаснут, чёрные дыры разрывают материю — и всё это происходит независимо от того, наблюдаем мы за этим или нет.
"Когда смотришь на эти данные, понимаешь, насколько мы малы. И как много ещё предстоит узнать", — признаётся один из молодых учёных команды.
А вы задумывались когда-нибудь о том, что атомы вашего тела старше Земли? И что когда-то, миллиарды лет назад, они были частью того самого облака первичного газа, которое сейчас ловят астрофизики в далёких галактиках?
Пожалуйста, поставьте ваш удивительный лайк ❤
А если нажмёте "Подписаться" - будет супер 🙌
Здесь каждый день очень много интересного!