Это удивляет даже астрономов: все космическое небо заполнено слабым и невидимым для наших глаз свечением. Происходит же оно от гигантских облаков водорода, окружающих далекие галактики. Исследователям удалось открыть эту так называемую эмиссию Лайман-альфа лишь с помощью особо чувствительных спектрографов, так как свечение диффузных водородных облаков является предельно слабым. Об этом астрономы сообщили в научном журнале Nature.
Диффузный голубой свет показывает нам невидимое глазу свечение водорода - он заполняет почти все небо. © ESA/Hubble & NASA, ESO/ Lutz Wisotzki et al.
Водород - это первичный элемент нашей вселенной: Этот газ присутствовал в пространстве уже вскоре после Большого взрыва и стал основой строительного материала для всех звезд и галактик. До сих пор большинство галактик остаются окруженными оболочками из водорода, а между звездами наблюдаются пространные облака из этого первичного газа. Распознать же их можно по так называемой эмиссии Лайман-альфа. Такое излучение высвобождается, когда атомы водорода возбуждаются вследствие притока энергии: во время возвращения в базовое состояние эта энергия отдается в виде ультрафиолетового излучения с длиной волн 121,6 нанометров.
Заглянуть поглубже в Hubble Ultra Deep Field
Но вот сколько же имеется такого газообразного водорода вообще? И насколько далеко простираются водородные оболочки галактик? «До сих пор мы знали очень мало о пространственном распределении этого газа», - говорят Лутц Висоцки из Потсдамского астрофизического института Лейбница (AIP) и его коллеги. - «И все потому, что предельно слабая яркость этой обширной эмиссии делает задачу ее обнаружения крайне сложной».
На первый взгляд, здесь темно и пусто: Фрагмент Hubble Ultra Deep Field (HUDF), в котором астрономы и обнаружили свечение Лайман-альфа. © ESO/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgment: Davide De Martin
И только сверхчувствительный спектрограф MUSE, установленный на большом телескопе Very Large Telescope Южной Европейской обсерватории в Чили сделал эту задачу осуществимой. С его помощью астрономы просканировали Hubble Ultra Deep Field (HUDF) - область в тусклом южном созвездии Печь, в космические глубины которого космическому телескопу Hubble удалось заглянуть настолько глубоко, как никогда ранее. В этой области по темному якобы небу рассеяны тысячи далеких галактик.
Свечение Лаймана - практически повсюду
Но полученные MUSE данные показали: то, что казалось до сих пор темным, на самом деле почти в полном объеме заполнено слабым свечением излучения Лайман-альфа. Водородные оболочки далеких галактик были настолько обширными, что заполняли почти всю зону видимости. В экстраполяции ко всему небу это означает следующее: «Эти эмиссии покрывают почти 100 процентов всего неба», - утверждают исследователи.
«Это стало в самом прямом смысле слова неожиданностью, раскрывающей нам глаза», - говорит коллега Висоцки Каспер Борелло Шмидт. И это вообще первый случай, когда астрономам удалось сделать видимыми такие слабые излучения газовых оболочек ранних галактик. И, как оказалось, свечение Лайман-альфа распространяется в космос намного дальше, чем предполагалось до сих пор. «Это открывает нам новое окно к очень важной, но до сих пор невидимой части космического распределения материалов», - объясняют ученые.
Поставщик энергии все еще неизвестен
Хотя такое водородное свечение нам остается невидимым, но оно вездесуще. «Когда вы в следующий раз посмотрите на безлунное небо и увидите звезды, попробуйте представить себе это невидимое водородное свечение: первый строительный материал вселенной, первый ее кирпичик, освещает своим свечением все ночное небо», - говорит член команды Темия Нанаяккара из университета Лейдена.
«Пока что неясно, что приводит эти далекие водородные облака к свечению. Также неизвестно их точное распределение. Поэтому в будущем мы собираемся осуществить еще более чувствительные измерения», - размышляет Висоцки. - «Мы очень хотим выяснить, как распределяются во вселенной такие гигантские резервуары атомарного водорода».
