Таємнича сила, яка колись розсіяла первісний космічний туман Всесвіту та дала фотонам повну свободу, може виявитися зовсім не такою, як вважалося раніше. Нове дослідження підказує, що науковцям доведеться кардинально переглянути ключовий етап космологічної еволюції.
Приблизно через 300 тис. років після Великого вибуху молодий Всесвіт остиг достатньо для формування перших атомів — переважно водню. Проте цей нейтральний, незаряджений газ огортав космос щільною завісою, абсолютно непрозорою для ультрафіолетового випромінювання. Лише коли спалахнули перші зорі й сформувалися перші галактики, потужні потоки радіації іонізували цей водень. Процес, відомий як Епоха реіонізації, перетворив туман на заряджені протони та електрони, дозволивши світлу безперешкодно долати міжгалактичні відстані.
Тривалий час астрофізики переконували, що головним двигуном реіонізації були наднові — катастрофічні вибухи зір, чия маса у 8–50 разів перевищувала сонячну. Однак результати аналізу, опубліковані в часописі Nature Astronomy, вказують на протилежне: вибухи наднових не розсіювали, а навпаки — затримували іонізуючі фотони.
Галактичні вітри
Для вивчення умов раннього космосу дослідники під керівництвом Коді Карра з Університету Мічигану використали космічний телескоп Hubble. Вони детально проаналізували шість компактних галактик з активним зореутворенням, розташованих на відстані близько 3,5 млн світлових років від нас.
Ці галактичні аналоги мають діаметр менш ніж 6,5 тис. світлових років і щороку створюють зорі загальною масою близько 10 сонячних, що у кілька разів перевищує показники Чумацького Шляху. Спектральні дані дали змогу відстежити швидкість, напрямок та хімічний склад зоряних вітрів, а також те, як вони змінювалися після вибухів наднових через мільйони років.
Спостереження розкрили несподіваний двофазний процес:
- Перші 3 млн років зореутворення. Потужні вітри від гарячих молодих зір пробивали канали у нейтральному газі й пилу зі швидкістю майже 3000 км/с, даючи змогу іонізуючим фотонам вириватися у міжгалактичний простір.
- Наступна фаза. Коли наймасивніші зорі типу O завершували свій короткий життєвий шлях і вибухали надновими, скинута речовина збагачувала галактичний газ. Це створювало щільну пастку для світла, суттєво зменшуючи частину випромінювання, що залишала галактику.
Найстаріші досліджені галактики з найшвидшими вітрами від наднових випускали найменшу кількість іонізуючого випромінювання. Це повністю суперечить більшості сучасних комп’ютерних моделей, де пік виходу фотонів припадає саме на період після запуску вітрів від наднових. Подальші дослідження із залученням ширших вибірок галактик мають остаточно підтвердити провідну роль сяйва новонароджених зір у розсіюванні космічного туману.
Раніше ми здійснювали подорож найтемнішими куточками Сонячної системи та Всесвіту.
За матеріалами umich.edu
