Новости

Астрономы во главе с Роберто Майолино из Кембриджского университета смогли рассмотреть, как 13 миллиардов лет назад формировались первые галактики Вселенной. Ранее земные телескопы могли различать лишь экзотические сверхъяркие объекты того времени, например квазары, огромная светимость которых считается результатом деятельности черных дыр. Наблюдения за первыми нормальными галактиками, похожими на нашу собственную, способны существенно прояснить историю формирования и Млечного Пути.

Исследованная галактика BDF 3299 расположена так далеко от Земли, что ее свету потребовалось 13 миллиардов лет, чтобы достичь телескопов. Хотя открыта она была несколько ранее, лишь наблюдения Атакамского большого миллиметрового массива (ALMA), состоящего из 66 радиотелескопов, позволили обнаружить свечение в радиодиапазоне, исходящее от окраин этой галактики. По современным меркам это свечение очень слабое, ведь 13 миллиардов лет назад большинство звезд Вселенной еще не успело образоваться. Тем не менее, анализируя спектр этого излучения, группе Майолино удалось выявить в нем следы углерода. Это открытие оказалось очень важным для астрофизиков.

Дело в том, что после Большого взрыва по мере расширения Вселенной наполнявшие ее частицы постепенно остыли, и благодаря этому отдельные протоны и электроны смогли объединиться в атомы. В этот момент все мироздание было заполнено исключительно рассеянными атомами, которые остыли настолько, что не светились. Поскольку звезды еще не образовались, в астрономии этот период называется "Темными веками".

По расчетам современных космологов, примерно через 550 миллионов лет вместо "Темных веков" пришел период реионизации. Тогда группы нейтральных атомов водорода объединялись в звезды, где начинались термоядерные реакции. В их ходе ядра атомов водорода сливались, образуя гелий. По мере увеличения числа последнего его ядра также сливались, образуя углерод, до тех еще пор не существовавший.

Находка именно этого элемента в галактике BDF 3299 означает, что она находится как раз на границе перехода от "Темных веков" к эпохе реионизации. Основная часть ее звезд еще скрыта от человечества облаками газа, однако, несмотря на это, звезд уже достаточно, чтобы породить настолько существенное количество углерода, что мы различаем его следы с расстояния в миллиарды световых лет.

Согласно данным радиотелескопов, пока углерод в газовых облаках удается обнаружить только на окраинах BDF 3299. В то же время в теории больше всего его должно быть рядом с большинством звезд, то есть в центре галактики. Предположительно, такое необычное расположение найденного углерода объясняется тем, что облако газа в центре галактики уже в основном поглощено образующимися там светилами. На окраине BDF 3299 звезд гораздо меньше, поэтому там насыщенный углеродом газ еще не успел поглотиться светилами.

Из результатов наблюдений следует, что BDF 3299 является типичным примером первичной галактики, одной из тех, что смогли излучением своих звезд снова ионизировать межзвездный газ и покончить с "Темными веками". Дальнейшее наблюдение за данным объектом, надеются члены группы Майолино, резко улучшит понимание того, как именно шел этот процесс.