Благодаря космическому телескопу James Webb астрономы разгадали загадку излучения, которое должно было бы блокироваться, но мы все равно его видим. Причиной этого является слияние галактик в ранней Вселенной.
Новые наблюдения James Webb
Одной из ключевых миссий космического телескопа NASA James Webb является исследование ранней Вселенной. Теперь, благодаря непревзойденному разрешению и чувствительности инфракрасного инструмента NIRCam, который на нем установлен, мы впервые увидели, что находится в локальном окружении галактик в очень ранней Вселенной.
Это позволило решить одну из самых загадочных тайн в астрономии — почему ученые обнаруживают свет от атомов водорода, который должен быть полностью заблокирован первичным газом, образовавшимся после Большого взрыва. Новые наблюдения James Webb обнаружили маленькие, слабые объекты, окружающие те самые галактики, которые демонстрируют «необъяснимое» излучение водорода.
В сочетании с самыми современными симуляциями звездных систем в ранней Вселенной наблюдения показали, что хаотическое слияние этих соседних галактик является источником эмиссии водорода. Эти выводы были опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Исследование первых галактик
Древнейшие галактики были местами энергичного и активного рождения светил, а следовательно, богатыми источниками света, излучаемого атомами водорода, который называется излучением Лаймана-α. Однако в эпоху реионизации эти зоны активного звездообразования (также известные как звездные колыбели) окружало огромное количество нейтрального водородного газа.
Более того, пространство между галактиками было заполнено большим количеством этого нейтрального газа, чем сегодня. Он может очень эффективно поглощать и рассеивать этот вид водородного излучения, поэтому астрономы давно предсказывали, что сильное излучение Лаймана-α, которое происходило в очень ранней Вселенной, не должно наблюдаться сегодня.
Однако эта теория не всегда выдерживала тщательную проверку, поскольку примеры очень раннего излучения водорода астрономы наблюдали раньше. Это породило загадку: как так случилось, что эта эмиссия водорода, которая уже давно должна была бы быть поглощена или рассеяна, наблюдается?
Слияние малых галактик
Исследователь из Кембриджского университета Каллум Виттен объясняет: «Одной из самых загадочных проблем предыдущих наблюдений было обнаружение света от атомов водорода в очень ранней Вселенной, которое должно было быть полностью заблокировано чистым нейтральным газом, образовавшимся после Большого взрыва. Ранее было предложено много гипотез для объяснения большого «бегства этого необъяснимого излучения».
Важно, что найденные меньшие галактики взаимодействовали и сливались друг с другом, и James Webb обнаружил, что подобные слияния играют важную роль в объяснении загадочного излучения из древнейших звездных систем.
Затем команда использовала самые современные компьютерные симуляции, чтобы исследовать физические процессы, которые могли бы объяснить их результаты. Они обнаружили, что быстрое наращивание звездной массы в результате слияния галактик вызвало мощную эмиссию водорода и облегчило выход этого излучения по каналам, очищенным от большого количества нейтрального газа. Таким образом, высокая скорость слияния ранее ненаблюдаемых малых звездных систем стала убедительным решением давней загадки необъяснимой ранней эмиссии водорода.
По материалам phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
