Как Вселенная превратилась из холодной, темной однородности после Большого взрыва в хаотичное сияние первых звезд? Этот загадочный период, известный как Космический рассвет, остается одной из самых сложных головоломок астрофизики. Свет из тех времен чрезвычайно слабый, что делает непосредственное изучение первых космических объектов почти невозможным. Научное сообщество выдвигает теории, но не хватает прямых доказательств. Однако, по словам международной группы астрономов, мы стоим на пороге революции в понимании этой эпохи.
Сигнал со времен создания Вселенной
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, ученые заявляют о разработке модели, способной обнаружить массу самых первых звезд Вселенной — так называемых звезд Популяции III. Ключом служит легендарный 21-сантиметровый радиосигнал. Этот сигнал возник примерно через 100 млн лет после Большого взрыва, когда первые звезды засияли в темноте, наполнив Вселенную светом.
После сотен тысяч лет охлаждения Вселенная была наполнена преимущественно нейтральным водородом. Но первые звезды, как мощные реакторы, излучали свет, достаточно энергичный, чтобы снова ионизировать этот водород. В этом процессе выделялись фотоны с характерной длиной волны 21 см. Этот сигнал — безошибочный отпечаток времени рождения первых структур космоса. Расшифровать его — значит получить ключ к пониманию космического рассвета.
«Это уникальная возможность узнать, как первый свет Вселенной появился из темноты», — подчеркивает соавтор исследования Анастасия Фиалкова из Кембриджского университета.
Звезды-пионеры
Используя данные будущих мощных инструментов, таких как радиотелескоп REACH и гигантская антенная решетка Square Kilometer Array (SKA), строящаяся в Австралии, ученые создали модель, способную «извлечь» информацию о массе звезд Популяции III из самого 21-сантиметрового сигнала.
Ключевым открытием при создании модели стало то, что предыдущие исследования недооценивали роль особых систем среди первых светил — рентгеновских двойных. В таких системах черная дыра или нейтронная звезда поглощает материю из обычной звезды-спутника, генерируя интенсивное рентгеновское излучение. Оказалось, что эти системы были как ярче, так и многочисленнее, чем считалось.
Новый взгляд в глубины времени
Эта работа — значительный шаг вперед в радиоастрономии. Последние достижения уже начинают открывать нам Вселенную «низкой яркости». Модель обещает пролить беспрецедентный свет на космический рассвет.
Будущие наблюдения с REACH и SKA, интерпретированные с помощью этой новой модели, могут наконец раскрыть, какими были первые строительные блоки нашего космоса, завершив космический детектив, длившейся более 13 млрд лет.
Ранее мы сообщали о том, как было установлено точное время рассеивания первоначального водорода во Вселенной.
По материалам Phys
