Галактики «зеленые горошины» позволили ученым узнать о ранней эволюции Вселенной
Фундаментальное исследование международной группы астрономов
Команда астрономов из разных стран пришла к совершенно неожиданным выводам. По их мнению недавно сформированные карликовые галактики, являются вероятной причиной сильного нагрева Вселенной около 13 миллиардов лет назад. Такое открытие дает возможность намного лучше понять ранний период развития в истории нашей Вселенной длительностью 14 млрд. лет. Считается, что в течение нескольких сотен тысяч лет после Большого Взрыва, Вселенная была настолько горячей и плотной, что независимо от места, в ней присутствовала ионизация. Но 380,000 лет спустя, при расширении, Вселенная остыла настолько, что стала нейтральной и породила первые структуры Вселенной — газовые облака водорода и гелия. Затем гравитация заставила газовые облака значительно разрастись и сформировать первые звезды и галактики. Затем, около одного миллиарда лет после Большого Взрыва, произошло еще одно важное преобразование: Вселенная нагрелась, и водород (самый распространенный элемент) стал ионизироватся опять, так же, как это было вскоре после Большого Взрыва. Однако событие, которое астрономы называют «космическая повторная ионизация» до сих пор вызывает споры у астрономов.
Некоторые астрономы посчитали, что именно галактики виноваты в происхождении подобных процессов.
Международная группа ученых из Университета Вирджинии и астроном Трин Туан в значительной степени подтвердили эту гипотезу в своей статье, опубликованной сегодня, 14 января, в журнале Nature.
Используя данные из ультрафиолетового спектрометра, установленного на борту космического телескопа «Хаббл», команда обнаружила поблизости компактную карликовую галактику, излучающую большое количество ионизирующих фотонов в межгалактическую среду. Ученые считают, что эти фотоны несут ответственность за повторную ионизацию Вселенной.
«Эта галактика, кажется, отличным местным аналогом многочисленных карликовых галактик и, по нашему мнению, несет ответственность за реионизацию ранней Вселенной», — отметил Трин. «Это очень важный факт и она дает нам отличную основу для поиска явления реионизации, которое имело место в начале формирования Вселенной».
Одна из «зеленых горошин», галактика J0925 + 1403, расположенная на расстоянии трех миллиардов световых лет от Земли
Согласно исследованию, нормальная материя в ранней Вселенной состояла в основном из газа. Звезды и звездные скопления рождались из облаков газа, образуя первые галактики. Ультрафиолетовое излучение этих звезд содержит многочисленные ионизирующие фотоны. Поэтому ученые пришли к выводу, что именно галактики были ответственны за космическую реионизации. Тем не менее, для того, чтобы произошла реионизация, галактики должны были выбросить эти фотоны в межгалактическую среду. В противном случае, они бы легко усвоились газом и пылью, прежде чем смогли бы вырваться. Несмотря на 20 лет интенсивного поиска, ученые так и не смогли найти галактику, излучающую достаточное ионизирующее излучение и механизм, с помощью которого Вселенная стала вновь ионизироваться, оставался загадкой.
Чтобы решить эту проблему, международная группа исследователей предложила, наблюдать галактики — так называемые «зеленые горошины». Обнаруженные в 2007 году, эти галактики представляют собой особый и редкий класс во Вселенной. Они круглы и компактны из-за чего и получили такое название. Считается, что звездные взрывы и ветры в них достаточно сильны для того, чтобы извлечь ионизирующие фотоны.
Так же этой командой ученых были изучены данные обзора Sloan Digital Sky — базы данных с более чем миллионом галактик. Из этой базы, они определили около 5000 галактик, которые соответствуют выбранным критериям: очень компактные галактики, излучающие очень интенсивное УФ-излучение. И только после этого исследователи выбрали пять галактик для наблюдения с помощью космического телескопа «Хаббл».
Использовав возможности «Хаббл», исследовательская группа обнаружила, что одна из «зеленых горошин», галактика J0925 + 1403, расположенная на расстоянии трех миллиардов световых лет от Земли, «выталкивала» ионизирующие фотоны с интенсивностью никогда не наблюдаемой прежде — до 8 процентов выброса. Это фундаментальное открытие показывает, что галактики именно этого типа позволяют объяснить космическую реионизацию.
Ознакомиться с новостью более подробно:
Green pea galaxy provides insights to early universe evolution. Read more at: http://phys.org/news/2016-01-big-revealed-early-universe.html#jCp
Ознакомиться с работами ученых:
- E. Jaskot and M. S. Oey. The Origin and Optical Depth of Ionizing Radiation in the «Green Pea» Galaxies. Full paper: org/pdf/1301.0530v1.pdf