Что «зажгло свет» в начале времен: ученые наконец-то нашли ответ

Ученые заявили о том, что им удалось определить, что же принесло свет в темноту ранней Вселенной. Согласно  данным, полученным телескопами «Хаббл» и «Джеймс Уэбб», источником свободно летающих фотонов на рассвете космоса были карликовые галактики, которые вспыхнули, очистив туман мутного водорода, который заполнял межзвездное пространство, сообщает Science Alert.

В начале времен, сразу после Большого взрыва, пространство было заполнено горячим, густым туманом ионизированной плазмы. Слабый свет, который существовал тогда, не мог проникнуть через этот туман. Фотоны просто рассеивались на свободных электронах, которые «плавали» вокруг, фактически делая Вселенную темной.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

Вселенная, скорее всего, устроена не так, как мы думаем: ученые открыли нечто неожиданное

Когда Вселенная остыла, примерно через 300 тысяч лет, протоны и электроны начали объединяться, образуя нейтральный газообразный водород и немного гелия. Свет большинства длин волн мог проникнуть в эту нейтральную среду, но источников света для его создания было очень мало. А ведь из этого водорода и гелия родились первые звезды.

Эти первые звезды излучали достаточно сильное излучение, чтобы оторвать электроны от их ядер и повторно ионизировать газ. Но к этому моменту Вселенная расширилась настолько, что газ стал рассеянным и уже не мог препятствовать сиянию света. Примерно через миллиард лет после Большого взрыва, в конце эпохи, известной как космический рассвет, Вселенная была полностью реионизирована и свет засиял.

Но поскольку космический рассвет был полон тьмы и находится очень далеко во времени, ученым было тяжело понять, что же тогда произошло. Считалось, что источники, которые были ответственны за первый свет, должны были быть очень мощными. Например, это могли быть черные дыры или галактики на пики звездообразования.

Но новые наблюдения «Джеймса Уэбба» показали нечто удивительного. Оказалось, что ключевыми игроками в реионизации были карликовые галактики.

Международная группа ученых под руководством астрофизика Хакима Атека из Парижского института астрофизики изучила данные телескопа о скоплении галактик под названием Abell 2744, а затем подкрепила их информацией, собранной «Хабблом».

Abell 2744 настолько плотный, что пространство-время искажается вокруг него, образуя космическую линзу: любой далекий свет, который проходить сквозь нее, увеличивается. Благодаря этому ученые смогли рассмотреть карликовые галактики вблизи рассвета Вселенной.

Затем ученые использовали «Джеймс Уэбб» для получения спектров этих галактик. Их анализ показал, что эти карликовые галактики не только являются самым распространенным типом галактик в ранней Вселенной, но и намного ярче, чем ожидалось. Фактически, исследования группы показывают, что карликовые галактики превосходят по численности большие галактики в соотношении 100 к 1, а их коллективное излучение в четыре раза превышает ионизирующее излучение, обычно предполагаемое для более крупных галактик.

«Несмотря на свой крошечный размер, эти галактики с малой массой являются плодовитыми производителями энергетического излучения, и их численность в этот период настолько значительна, что их коллективное влияние может изменить все состояние Вселенной», - заявил Атек.

Стоит отметить, что новое исследование  смогло обнаружить убедительные свидетельства того, какая сила стоит за реионизацией. Вместе с тем, необходимы дальнейшие исследования. Ученые рассмотрели лишь небольшой участок неба, теперь им необходимо убедиться в том, что их выборка — это не просто аномальное скопление карликовых галактик, а репрезентативная выборка всего населения космического рассвета.

Ранее ученые заявили о том, что форма Вселенной может напоминать бублик. А если точнее – это может быть трехмерный тор.