Команда ученых из Калифорнийского технологического института в последние несколько лет занималась поиском рекордно древних галактик. В статье, опубликованной 28 августа 2015 года в журнале Astrophysical Journal Letters, они описывают галактику EGS8p7, возраст которой составляет более 13,2 млрд лет. Это делает ее наиболее удаленным от нас объектом такого рода, а также ставит вопросы об условиях ее образования.

В первой половине этого года EGS8p7, обнаруженная при помощи космических телескопов Хаббл и Спитцер, была названа перспективным объектом для углубленного изучения. Дальнейшие исследования, в ходе которых астрономы использовали инфракрасный спектрометр обсерватории Кек, позволили установить красное смещение в излучении этой галактики. Оно составило 8,68. Галактика, ранее удерживающая титул наиболее далекого объекта, имела красное смещение 7,73. Обычно красное смещение используется для определения расстояния до объектов в космосе, однако на больших расстояниях, на которых находятся наиболее древние объекты, этот метод работает хуже. В первые сотни тысяч лет после Большого взрыва Вселенная была заполнена, кроме фотонов, заряженными частицами – электронами и протонами. Поскольку протоны были отделены от свободных электронов, ранняя Вселенная была непроницаема для света. Спустя примерно 380 тысяч лет после Большого взрыва она остыла в достаточной степени, чтобы электроны и протоны начали соединяться. В этот период появились первые атомы водорода, а свет стал проходить свободно через пространство. Когда возраст Вселенной составлял около полумиллиарда лет, из облаков повторно ионизированного нейтрального газа (т. е. лишившегося электронов) начали формироваться галактики.

До реионизации, однако, сохранявшиеся скопления нейтрального водорода поглощали часть излучения галактик, включая так называемую спектральную линию Лаймана-альфа. Она важна, потому что является признаком нагрева водорода от ультрафиолетового излучения молодых звезд. Линия Лаймана-альфа используется для поиска регионов звездообразования.

Теоретически, в излучении галактики EGS8p7 не должно наблюдаться линии Лаймана-альфа. К удивлению астрономов, в данных обсерватории Кек излучение в этой части спектра присутствует, несмотря на то, что красное смещение галактики соответствует тому времени, когда Вселенная была заполнена облаками непроницаемого для него нейтрального водорода.

Объяснить это несоответствие можно предположением о том, что реионизация во Вселенной происходила не равномерно и не одновременно. Некоторые наблюдаемые древние галактики настолько яркие, что должны были формировать пузырь ионизированных атомов водорода вокруг себя. Галактика EGS8p7 также является очень яркой. Излучение необычно горячих звезд в ней могло создать ионизированный пузырь намного раньше, чем у большинства галактик того времени.

Ссылка: phys.org

Обсудить