«Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную
Космический телескоп Джеймс Уэбб показал, как развивалась Вселенная, когда она еще была совсем юной
В ранней Вселенной газ между звездами и галактиками был непрозрачным. Cвет звезд не мог проникнуть сквозь него. Но примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва газ стал абсолютно прозрачным. Почему? Новые данные космического телескопа NASA «Джеймс Уэбб» позволили установить причину: звезды галактик излучали достаточно света, чтобы очистить пространство за сотни миллионов лет.
Результаты, полученные группой ученых под руководством астрономов из ETH Zürich в Швейцарии, являются новейшими сведениями о периоде времени, известном как Эра реионизации (500-900 млн лет после Большого взрыва), когда Вселенная претерпела радикальные изменения. После Большого взрыва газ во Вселенной был горячим и плотным. В течение сотен миллионов лет газ остывал. Затем газ снова стал горячим и ионизированным, вероятно, из-за образования ранних звезд в галактиках. А затем в Эру реионизации газ снова остыл и стал прозрачным.
Исследователи давно искали объяснения этих трансформаций. Новые результаты фактически показали конец Эры реионизации. «"Уэбб" не только четко показывает, что эти прозрачные области находятся вокруг галактик, мы также измерили их размеры», — говорит Даичи Кашино из Университета Нагоя в Японии.
Эти прозрачные области гигантские по сравнению с галактиками. Ученые, говорят: представьте себе воздушный шар, внутри которого подвешена горошина. Данные «Уэбба» показывают, что эти относительно маленькие галактики смогли очистить большие области вокруг себя. В течение следующих сотен миллионов лет эти прозрачные «пузыри» продолжали расти, они становились все больше и больше и в конце концов слились, и тогда прозрачной стала вся Вселенная.
Свет квазара
Команда намеренно выбрала время незадолго до окончания Эры реионизации, когда Вселенная была не совсем прозрачной. Тогда она содержала в себе сложную газовую смесь разной плотности. Ученые направили «Уэбб» прямо на квазар, который работает как огромный фонарик и подсвечивает газ между ним и нашими телескопами.
Пока свет квазара шел к нам через различные области Вселенной, он либо поглощался непрозрачным газом, либо свободно проходил через прозрачный газ. Астрономы объединили данные «Уэбба» с наблюдениями, проведенными наземными обсерваториями Кека на Гавайях, Очень большим телескопом Европейской южной обсерватории и Магеллановым телескопом в обсерватории Лас-Кампанас в Чили. И получили полную картину.
«Освещая газ вдоль линии видимости, квазар дает нам обширную информацию о составе и состоянии газа», — пояснила Анна-Кристина Эйлерс из Массачусетского технологического института в Кембридже, соавтор работы.
Затем исследователи использовали «Уэбб» для идентификации галактик вблизи линии видимости и показали, что галактики, как правило, окружены прозрачными областями радиусом около 2 миллионов световых лет. «Уэбб» наблюдал галактики в процессе очищения пространства вокруг них в конце Эры реионизации.