Космический телескоп «Хаббл» зафиксировал в древней галактике MXDFz4.4 мощный поток ионизирующего излучения, который помог ученым приблизиться к разгадке одной из главных тайн ранней Вселенной — того, как завершилась Эпоха реионизации.
В первые сотни миллионов лет после Большого взрыва Вселенная была заполнена плотным облаком нейтрального водорода — своеобразным «космическим туманом», который поглощал ультрафиолетовое излучение и делал пространство непрозрачным для значительной части света. Астрономы долго спорили, что именно рассеяло этот газ: 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, существовавшей через 1,4 миллиарда лет после Большого взрыва. Это 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 миллиарда лет назад. За время путешествия к Земле ультрафиолетовое излучение растянулось из-за расширения Вселенной и сместилось в видимый диапазон, что и позволило «Хабблу» его зарегистрировать. Ранее астрономам удавалось находить галактики этой эпохи, но MXDFz4.4 стала первым объектом, от которого удалось напрямую зафиксировать ионизирующие фотоны.
Хотя галактика примерно в сто 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 телескопа «Джеймс Уэбб», исследователи пришли к выводу, что звезды в этом скоплении формировались серией мощных вспышек. Каждая волна порождала новые поколения горячих массивных светил, чье излучение постепенно пробивало окружающий водородный «туман», создавая «каналы» для выхода ультрафиолетового света.
Взрывы сверхновых также сыграли свою роль: спустя несколько миллионов лет массивные звезды завершали жизнь мощными взрывами, которые выталкивали окружающий газ и формировали огромные полости в межзвездной среде. Через эти «окна» ионизирующее излучение распространялось 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.
Автор: Адам Магомедов