Завдяки космічному телескопу James Webb астрономи розгадали загадку випромінювання, яке мало б блокуватися, але ми все одно його бачимо. Причиною цього явища є злиття галактик у ранньому Всесвіті.
Нові спостереження James Webb
Однією з ключових місій космічного телескопа NASA James Webb є дослідження раннього Всесвіту. Тепер, завдяки неперевершеній роздільній здатності та чутливості інфрачервоного інструменту NIRCam, який на ньому встановлений, ми вперше побачили, що знаходиться в локальному оточенні галактик у дуже ранньому Всесвіті.
Це дозволило розгадати одну з найзагадковіших таємниць в астрономії — чому науковці виявляють світло від атомів водню, яке мало б бути повністю заблоковане первинним газом, що утворився після Великого вибуху. Нові спостереження James Webb виявили маленькі, слабкі об’єкти, що оточують ті самі галактики, які демонструють «незрозуміле» випромінювання водню.
У поєднанні з найсучаснішими симуляціями зоряних систем у ранньому Всесвіті спостереження показали, що хаотичне злиття сусідніх галактик є джерелом цієї емісії водню. Ці висновки були опубліковані в журналі Nature Astronomy.
Дослідження перших галактик
Найдавніші галактики були місцями енергійного та активного народження світил, а отже, багатими джерелами світла, випромінюваного атомами водню, яке називається випромінюванням Лаймана-α. Однак в епоху реіонізації ці зони активного зореутворення (також відомі як зоряні колиски) оточувала величезна кількість нейтрального водневого газу.
Ба більше, простір між галактиками був заповнений більшою кількістю цього нейтрального газу, ніж сьогодні. Він може дуже ефективно поглинати та розсіювати цей вид водневого випромінювання, тому астрономи давно передбачали, що сильне випромінювання Лаймана-α, яке відбувалося в дуже ранньому Всесвіті, не повинно спостерігатися сьогодні.
Однак ця теорія не завжди витримувала ретельну перевірку, оскільки приклади дуже раннього випромінювання водню астрономи спостерігали раніше. Це породило загадку: як так сталося, що ця емісія водню, яка вже давно мала б бути поглинута або розсіяна, спостерігається?
Злиття малих галактик
Дослідник із Кембриджського університету Каллум Віттен пояснює: «Однією з найзагадковіших проблем попередніх спостережень було виявлення світла від атомів водню в дуже ранньому Всесвіті, яке повинно було бути повністю заблоковане чистим нейтральним газом, що утворився після Великого вибуху. Раніше було запропоновано багато гіпотез для пояснення великої «втечі» цього незрозумілого випромінювання».
Важливо, що знайдені менші галактики взаємодіяли та зливалися одна з одною, і James Webb виявив, що подібні злиття відіграють важливу роль у поясненні загадкового випромінювання з найдавніших зоряних систем.
Потім команда використала найсучасніші комп’ютерні симуляції, щоб дослідити фізичні процеси, які могли б пояснити їхні результати. Вони виявили, що швидке нарощування зоряної маси в результаті злиття галактик спричинило потужну емісію водню і полегшило вихід цього випромінювання каналами, очищеними від великої кількості нейтрального газу. Таким чином, висока швидкість злиття раніше неспостережуваних малих зоряних систем стала переконливим рішенням давньої загадки незрозумілої ранньої емісії водню.
За матеріалами phys.org
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
