Астрономы приблизились к пониманию того, что ионизировало Вселенную
Астрономы определили, что молодые активные галактики могут быть ответственны за запуск последней великой трансформационной эпохи в нашей Вселенной, которая ионизировала нейтральный межзвездный газ.
Миллиарды лет назад наша Вселенная была намного меньше и горячее, чем сегодня. В очень ранние времена она была настолько мала и горяча, что находилась в состоянии плазмы, где электроны были отделены от атомных ядер.
Но когда возраст Вселенной составлял около 380 000 лет, она остыла до такой степени, что электроны могли рекомбинировать на своих ядрах, образуя суп из нейтральных атомов.
Однако наблюдения показывают, что почти вся материя во Вселенной вовсе не нейтральна. Вместо этого она ионизируется, снова переходя в состояние плазмы. За прошедшие миллиарды лет должно было что-то произойти, чтобы нейтральный газ космоса превратился в ионизированную плазму. Астрономы называют это событие эпохой реионизации.
Одним из главных споров в современной космологии является источник реионизации. Одна из гипотез заключается в том, что за это ответственны квазары. Квазары — это сверхяркие ядра, окружающие сверхмассивные черные дыры, которые выкачивают огромное количество высокоэнергетического излучения. Это излучение могло бы легко затопить Вселенную и превратить ее из нейтральной в ионизированную. Но проблема в том, что квазары относительно редки, и поэтому им трудно охватить объем Вселенной.
Другая гипотеза заключается в том, что за это ответственны молодые галактики, в которых происходит звездообразование. Каждая отдельная галактика способна ионизировать газ только в непосредственной близости от себя, но поскольку галактик много, они могли бы реионизировать всю Вселенную.
Группа астрономов использовала космический телескоп Джеймса Уэбба для исследования этой гипотезы. Используя способность «Уэбба» изучать далекие галактики, ученые смогли измерить, насколько компактны галактики и насколько они богаты звездообразованием. Затем исследователи смогли сравнить эти галактики с аналогичными галактиками, обнаруженными в современной Вселенной, чтобы оценить количество излучения, исходящего от них.
По оценкам ученых, в среднем галактики в ранней Вселенной пропускали примерно 12% доступных фотонов высокой энергии. Этого количества как раз достаточно, чтобы потенциально реионизировать весь космос за относительно короткий промежуток времени. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.