Новое исследование астрофизиков из Университета Миннесоты показывает, что высокоэнергетический свет малых галактик мог сыграть ключевую роль в ранней эволюции Вселенной. Исследование дает представление о том, как происходила реионизация Вселенной — проблема, которую астрономы пытались решить в течение многих лет.
Галактики, подобные Pox 186, могли сыграть ключевую роль в эволюции вселенной. © Podevin, J.f., 2006
Результаты работы были опубликованы в Astrophysical Journal, научном журнале, посвященном астрофизике и астрономии.
После Большого взрыва, в результате которого миллиарды лет назад была создана вселенная, она находилась в ионизированном состоянии. Это означает, что электроны и протоны свободно перемещались в пространстве. Когда вселенная расширилась и начала охлаждаться, она перешла в нейтральное состояние, в котором протоны и электроны собирались вместе, чтобы сформировать атомы, подобно тому, как водяной пар конденсируется в облако.
Однако ученые заметили, что теперь вселенная снова находится в ионизированном состоянии. Важное направление астрономии — выяснить, как же это произошло. Астрономы предположили, что энергия для реионизации должна исходить от самих галактик. Но из-за поглощающих свет водородных облаков внутри галактик невероятно трудно уйти таким образом достаточно высокоэнергетическому свету; это подобно тому, как облака в атмосфере Земли поглощают солнечный свет в пасмурный день.
Астрофизики из Миннесотского института астрофизики при Колледже науки и инженерии Миннесотского университета, возможно, нашли ответ на эту проблему. Используя данные телескопа Gemini, они наблюдали первую на сегодняшний день галактику в состоянии «сдувания». Это означает, что облака водорода там исчезли, позволив уйти высокоэнергетическому свету. Исследователи предполагают, что такое сдувание было вызвано множеством сверхновых, взорвавшихся за короткий период времени.
«Процессы звездообразования можно рассматривать как надувание воздушного шарика», — считает Натан Эгген, ведущий автор исследования, недавно получивший степень магистра астрофизики в Университете Миннесоты. «Однако, если бы процессы звездообразования были более интенсивными, на поверхности шара образовалась бы трещина или дыра, которая позволила бы части энергии уйти. Так произошло и с этой галактикой: процессы звездообразования были настолько сильными, что «воздушный шарик» разорвался на куски».
Галактика под названием Pox 186 настолько мала, что может компактно вписаться в галактику Млечный Путь. Исследователи предположили, что ее компактный размер вместе с большой звездной популяцией (около 100 000 солнечных масс) и сделали этот взрыв возможным.
Результаты подтверждают, что сдутие в принципе возможно, а это, в свою очередь, подтверждает теорию о том, что за реионизацию вселенной были ответственны в первую очередь небольшие галактики. Полученные сведения обеспечивают дальнейшее понимание эволюции вселенной до того состояния, в котором она находится сегодня.
«В науке существует множество сценариев, когда имеется предположение, что что-то должно быть, но никто не может найти подтверждение этого», — говорит Эгген. «Поэтому очень важно получить подтверждение, что это действительно может произойти, на основе данных наблюдений. Если такой сценарий возможен, это означает, что есть и другие галактики, которые в прошлом также существовали в состоянии сдувания. Понимание последствий этих сдутий дает прямые указания на те эффекты, которые в процессе реионизации могли бы привести к сопоставимым разрывам».
