"Галактика-телескоп" помогла астрономам заглянуть в младенческие годы Вселенной
Правильная комбинация инструментов и капелька везения — и учёные смогли впервые с беспрецедентной точность "разглядеть" места, где формировались первые звёзды и галактики во Вселенной.
Уникальная комбинация инструментов дала исследователям возможность заглянуть в "галактические ясли" в сердце молодой Вселенной. Не обошлось без небольшой помощи самой матери-природы.
После Большого взрыва, который по расчётам учёных произошёл около 13,8 миллиардов лет назад, ранняя Вселенная была заполнена огромными облаками нейтрального и очень не плотного газа. Газ медленно конденсировался внутри них, постепенно формируя первые звёзды и галактики.
Учёным было бы бесконечно интересно "подсмотреть" за этими процессами. Шутка ли, увидеть рождение самых первых объектов во Вселенной!
Исследователи называют облака, из которых родились первые звёзды и галактики, затухающие Лайман-альфа системы (ЗЛС).
Излучение, испущенное миллиарды лет назад этими "галактическими яслями", всё ещё можно наблюдать сегодня, но это непросто. Облака были слишком рассеяны и не излучали никаких волн, которые могли бы засечь существующие обсерватории.
Поэтому для их обнаружения астрофизики обычно используют квазары — активные галактические ядра, одни из самых ярких источников видимого излучения во Вселенной — в качестве "прожекторов" для обнаружения облаков ЗЛС.
Хотя этот метод позволяет исследователям точно определять местонахождение ЗЛС, свет от квазаров не позволяет измерить общий размер и массу таких облаков. Он просто пронизывает их, подобно межзвёздному шампуру.
Фабрики по производству звёзд кардинально изменяют облик галактик читайте также
Но астрофизики нашли способ обойти эту проблему. Они использовали галактику в качестве гравитационной линзы и спектроскопию интегрального поля для наблюдения за двумя ЗЛС — и галактиками внутри них — которые сформировались около 11 миллиардов лет назад.
При гравитационном линзировании галактики кажутся растянутыми и светятся ярче, чем есть на самом деле, объясняют учёные.
То есть мы на Земле видим галактику словно сквозь увеличительное стекло (линзу). Этот эффект имеет место, когда перед галактикой находится массивная структура с сильной гравитацией, которая искривляет проходящий рядом с ней свет.
Гравитационное линзирование позволяет астрофизикам "видеть" в глубоком космосе элементы, обычно невидимые в телескопы, такие как неплотные облака газа и потенциальные галактики, зарождающиеся внутри них.
Как правило, сбор таких данных — длительный и кропотливый процесс. Но исследовательская группа из США и Австралии решила эту проблему с помощью спектрографа KCWI.
Метод, известный как спектроскопия интегрального поля, позволил исследователям получить спектр для каждого отдельного "пикселя" той части неба, на которую нацелен прибор.
"Хаббл" разглядел древнейшие чёрные дыры в сталкивающихся галактиках читайте также
Это новшество в сочетании с гравитационным линзированием позволило команде учёных изучить два ЗЛС в небе с беспрецедентной точностью.
Исследователи смогли определить не только размер двух ЗЛС, но и то, что обе эти системы содержат внутри себя галактики.
К слову, ЗЛС оказались огромны. Эти облака диаметром более 17,4 килопарсека более чем две трети сегодняшнего размера галактики Млечный Путь.
Для сравнения, 13 миллиардов лет назад средняя галактика имела бы диаметр менее 5 килопарсек. Парсек равен 3,26 светового года, а килопарсек — это 1 000 парсеков, поэтому свету потребуется 56 723 лет, чтобы пройти через каждое облако ЗЛС.
Но самой удивительной особенностью ЗЛС для учёных оказалось то, что эти объекты не уникальны — в их структуре наблюдается сходство, в обоих были обнаружены галактики, а их массы указывают на то, что они содержат достаточно строительного материала для следующего поколения звёзд.
Теперь с новой комбинацией инструментов исследователи планируют подробнее изучить то, как формировались звёзды в ранней Вселенной.
Работа международной группы учёных была опубликована в научном журнале Nature.
Ранее мы сообщали о том, что в одной из древнейших звёздных систем присутствуют следы кислорода, а также об обнаружении космического гиганта — протоскопления галактик, появившегося всего через миллиард лет после Большого взрыва.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим" – Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.