Міжнародна група астрономів, спираючись на спостереження космічного телескопа Hubble, дійшла висновку, здатного переглянути одну з ключових моделей ранньої еволюції Всесвіту. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Astronomy. Вчені показали, що вибухи наднових у перших галактиках, імовірно, не розчищали шлях ультрафіолетовому випромінюванню, як вважалося десятиліттями, а, навпаки, створювали бар'єри з нейтрального газу та пилу, що затримували фотони всередині галактик.
Туман, який приховував Всесвіт
Протягом приблизно першого мільярда років після Великого вибуху космічний простір був заповнений щільним «туманом» із нейтрального водню. Цей газ ефективно поглинав ультрафіолетове випромінювання, роблячи Всесвіт непрозорим для відповідної частини спектра. У міру формування перших зірок і галактик їхнє потужне випромінювання почало розщеплювати атоми водню на протони та електрони — процес, відомий як епоха реіонізації. Саме він перетворив Всесвіт на прозоре середовище, що дозволяє світлу поширюватися на космологічні відстані.
Зворотна залежність, знайдена Hubble
Довгий час у гідродинамічних моделях домінувала гіпотеза, згідно з якою вибухи наднових генерували потужні галактичні вітри, що видували нейтральний газ із околиць молодих зірок і відкривали канали для виходу ультрафіолетових фотонів. Проте команда дослідників проаналізувала спектри галактик з активним зореутворенням і виявила іншу картину: галактики з найшвидшими вітрами, пов'язаними зі надновими, пропускали найменшу частку ультрафіолетового випромінювання. Енергія вибухів, за даними спостережень, збурювала навколишнє середовище та збільшувала покриття з нейтрального газу та пилу, що затримували світло, а не руйнувала його.
Молоді зірки як головні «ліхтарі» реіонізації
Отримані дані підтверджують альтернативну теорію, в якій центральну роль у реіонізації відіграє не наднова активність, а випромінювання та слабкіші локальні вітри молодих зірок на ранніх етапах розвитку галактик. Саме ці процеси, за новим уявленням, дозволяли фотонам залишати галактики ще до того, як сформуються потужні галактичні вітри від наднових. Таким чином, перші «ліхтарі» Всесвіту запалювалися не в момент катастрофічних вибухів, а в період відносно спокійного існування гарячих молодих зірок.
Коригування моделей і плани на майбутнє
Вибухи наднових і надалі займають центральне місце в сучасних гідродинамічних моделях, що описують еволюцію Всесвіту. Нове дослідження означає, що вченим доведеться внести суттєві корективи в комп'ютерні симуляції, щоб врахувати вплив випромінювання молодих зірок до моменту перших спалахів наднових. Команда дослідників уже планує отримати додатковий час спостережень на телескопі Hubble для аналізу спектрів інших галактик і перевірки висновків на ширшій вибірці об'єктів.
