Международная группа астрономов, опираясь на наблюдения космического телескопа Hubble, пришла к выводу, способному пересмотреть одну из ключевых моделей ранней эволюции Вселенной. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy. Учёные показали, что взрывы сверхновых в первых галактиках, вероятно, не расчищали путь ультрафиолетовому излучению, как полагалось десятилетиями, а, напротив, создавали барьеры из нейтрального газа и пыли, задерживавшие фотоны внутри галактик.
Туман, который скрывал Вселенную
В течение примерно первого миллиарда лет после Большого взрыва космическое пространство было заполнено плотным «туманом» из нейтрального водорода. Этот газ эффективно поглощал ультрафиолетовое излучение, делая Вселенную непрозрачной для соответствующей части спектра. По мере формирования первых звёзд и галактик их мощное излучение начало расщеплять атомы водорода на протоны и электроны — процесс, известный как эпоха реионизации. Именно он превратил Вселенную в прозрачную среду, позволяющую свету распространяться на космологические расстояния.
Обратная зависимость, найденная Hubble
Долгое время в гидродинамических моделях доминировала гипотеза, согласно которой взрывы сверхновых генерировали мощные галактические ветры, выдувающие нейтральный газ из окрестностей молодых звёзд и открывая каналы для выхода ультрафиолетовых фотонов. Однако команда исследователей проанализировала спектры галактик с активным звездообразованием и обнаружила иную картину: галактики с самыми быстрыми ветрами, связанными со сверхновыми, пропускали наименьшую долю ультрафиолетового излучения. Энергия взрывов, по данным наблюдений, возмущала окружающую среду и увеличивала покрытие из задерживавших свет нейтрального газа и пыли, а не разрушала его.
Молодые звёзды как главные «фонари» реионизации
Полученные данные подтверждают альтернативную теорию, в которой центральную роль в реионизации играет не сверхновая активность, а излучение и более слабые локальные ветры молодых звёзд на ранних этапах развития галактик. Именно эти процессы, по новому представлению, позволяли фотонам покидать галактики ещё до того, как сформируются мощные галактические ветры от сверхновых. Таким образом, первые «фонари» Вселенной зажигались не в момент катастрофических взрывов, а в период относительно спокойного существования горячих молодых звёзд.
Корректировка моделей и планы на будущее
Взрывы сверхновых по-прежнему занимают центральное место в современных гидродинамических моделях, описывающих эволюцию Вселенной. Новое исследование означает, что учёным придётся внести существенные коррективы в компьютерные симуляции, чтобы учесть влияние излучения молодых звёзд к моменту первых сверхновых вспышек. Команда исследователей уже планирует получить дополнительное время наблюдений на телескопе Hubble для анализа спектров других галактик и проверки выводов на более широкой выборке объектов.
