Древний водород: Что и требовалось доказать
Химия окружающего нас космоса — вещь отнюдь не постоянная. Сегодня звезды и планеты, и межзвездный газ содержат множество химических элементов: углерод, кислород, азот, кремний... Однако в течение сотен миллионов лет после Большого Взрыва этот «химический пейзаж» выглядел довольно уныло: фактически, Вселенную заполнял водород, с небольшими количествами гелия.
Это подтверждают многочисленные теории и расчеты, хотя до сих пор непосредственно наблюдать те древние «примордиальные» газовые облака никому не доводилось. Лишь недавно американские астрономы сообщили, что им удалось обнаружить пару таких скоплений, заглянув в один из самых далеких уголков Вселенной, на расстояние более 11 млрд световых лет.
Один из авторов находки Мишель Фамагалли (Michele Fumagalli) говорит: «Мы самым тщательным образом провели поиски кислорода, углерода, азота и кремния — всего того, что в изобилии обнаруживается на Земле и в окрестностях Солнца — но не нашли и следа ничего помимо водорода и дейтерия, одного из его изотопов».
С помощью телескопа обсерватории Keck Фамагалли и его коллеги заглянули в далекое прошлое, исследовав две галактики, существовавшие менее 2 млрд лет спустя после Большого Взрыва. Спектральный состав излучения квазара, прошедшего сквозь расположенные там скопления газа, позволил установить их химический состав: обе оказались чистым водородом, причем в одной он присутствовал и в виде дейтерия. Никаких следов ни углерода, ни водорода, ни кремния, ничего, что астрономы называют «металлами», не обнаружилось.
Таким образом, наблюдение это можно назвать достоверным и впечатляющим доказательством общепринятых сегодня взглядов на раннюю эволюцию Вселенной. Согласно им, первоначально Вселенную заполнили водород и гелий. Из этого чистого топлива примерно 300 млн лет спустя сформировались и зажглись первые звезды. В их термоядерных топках легкие ядра сливались с образованием все более тяжелых — в том числе и таких важных, как кислород, азот и углерод. Умирая и взрываясь сверхновыми, звезды распыляли синтезированные элементы, заполняя ими космос. Распыленное вещество снова стягивалось, на смену старым звездам приходили новые поколения, и каждый раз содержание тяжелых элементов все более росло.
Заметим, что изученные галактики относятся ко Вселенной возраста почти в 2 млрд лет, тогда как считается, что гибель и взрывы первого поколения звезд происходили спустя 0,8−1 млрд лет после Большого Взрыва. По мнению авторов работы, это свидетельствует о том, что распыление «металлов» первыми поколениями звезд в молодой Вселенной было не слишком эффективным процессом.
По пресс-релизу W.M. Keck