Космічний світанок настав у 250-350 млн років після Великого вибуху

Космічний світанок -- тобто, коли вперше були утворені зірки, -- настав між 250 і 350 мільйонами років після початку Всесвіту, стверджується в новому дослідженні.

Про це розповідають в Університетському коледжі Лондона (UCL).

Дослідження, опубліковане в "Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства", передбачає, що космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST), який планують запустити у листопаді цього року, буде досить чутливим для безпосереднього спостереження за народженням галактик.

Аналізуючи знімки з космічних телескопів "Хаббл" і "Спітцер", дослідники вирахували вік цих галактик у діапазоні від 200 до 300 мільйонів років, що дозволяє оцінити, коли вперше утворилися їхні зірки.

Британська дослідницька група вивчила шість найвіддаленіших галактик, відомих на даний час, світлу від яких знадобилося більша частина життя Всесвіту, щоб дійти до нас. Вони виявили, що відстань цих галактик до Землі відповідає часу "озирання назад" у понад 13 мільярдів років тому, коли Всесвіту було лише 550 мільйонів років.

Провідний автор роботи доктор Ніколас Лапорт (Кембриджський університет), який розпочав проект, перебуваючи в UCL, сказав: "Теоретики припускають, що Всесвіт був темним місцем протягом перших кількох сотень мільйонів років, перш ніж сформувалися перші зірки та галактики".

"Спостереження того моменту, коли Всесвіт вперше був осяяний зоряним світлом, є важливим завданням в астрономії."

"Наші спостереження показують, що космічний світанок настав між 250 і 350 мільйонами років після початку Всесвіту, і у момент свого утворення, галактики, такі як ми вивчали, були б достатньо світлими, щоб їх можна було побачити за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба."

Дослідники проаналізували зоряне світло з галактик, як його зафіксували космічні телескопи Хаббла і Спітцера, дослідивши маркер у їх розподілі енергії, що вказує на наявність атомного водню в їх зоряній атмосфері. Це дозволяє оцінити вік зірок, які вони містять.

Ця сигнатура водню збільшується в міру старіння зоряної популяції, але зменшується, коли галактика старша за мільярд років. Вікова залежність виникає через те, що більш масивні зірки, які дають цей сигнал, швидше спалюють своє ядерне паливо і, отже, гинуть першими.

Співавтор доктора Ромен Мейєр (кафедра фізики та астрономії UCL та Інститут астрономії Макса Планка в Гейдельберзі, Німеччина) сказав: "Цей віковий показник використовується для датування зірок у нашому власному оточенні в Чумацькому Шляху, але він також може бути використаний для датування надзвичайно віддалених галактик, що спостерігаються у дуже ранній період Всесвіту".

"Використовуючи цей показник, ми можемо зробити висновок, що навіть у такі ранні часи вік наших галактик складає від 200 до 300 мільйонів років."

Аналізуючи дані Хаббла і Спітцера, дослідникам потрібно було визначити "червоний зсув" кожної галактики, що вказує на їх космологічну відстань і, отже, час озирання назад, впродовж якого вони спостерігаються. Для цього дослідники провели спектроскопічні вимірювання з використанням повного арсеналу потужних наземних телескопів – чилійського Атакамського великого міліметрового масиву (ALMA), європейського Дуже великого телескопа, телескопів-близнюків Кека на Гаваях та телескопа Джеміні-Південь.

Ці вимірювання дозволили команді підтвердити, що погляд на ці галактики відповідає озиранню у той час, коли Всесвіту було 550 мільйонів років.

Співавтор роботи професор Річард Елліс (кафедра фізики та астрономії UCL), який впродовж своєї кар′єри відстежував все більш віддалені галактики, сказав: "За останнє десятиліття астрономи розширили межі того, що ми можемо спостерігати, до часу, коли вік Всесвіту складав лише 4% сучасного віку. Однак через обмеження, пов′язаними із непрозорістю атмосфери Землі та можливостями космічних телескопів Хаббла та Спітцера, ми досягли своєї межі".

"Зараз ми з нетерпінням чекаємо запуску космічного телескопа Джеймса Вебба, який, на нашу думку, здатен стати безпосереднім свідком космічного світанку."

"Прагнення побачити цей важливий момент в історії Всесвіту було святим Граалем в астрономії протягом десятиліть. Оскільки ми зроблені з матеріалу, виробленого в зірках, це в деякому сенсі пошук нашого власного походження."

У новому дослідженні брали участь астрономи Каліфорнійського університету в Санта-Круз, Каліфорнійського університету та Техаського університету.

Дослідники отримали підтримку від Фонду Кавлі, Європейської дослідницької ради, Національного управління з питань аеронавтики та космосу (NASA) та Національного наукового фонду (NSF) США.

У листопаді планується запуск космічного телескопа Джеймса Вебба під керівництвом НАСА, який стане наступником обсерваторії Хаббла. Протягом наступного десятиліття він буде головною обсерваторією, яка обслуговуватиме тисячі астрономів по всьому світу. Він складається з інфрачервоної обсерваторії, величезного дзеркала завширшки 6,5 метрів та сонцезахисного щита ромбоподібної форми. Науковці UCL в Космічній науковій лабораторії Малларда створили та протестували ключові апаратні компоненти для NIRSpec (Близькоінфрачервоний спектрограф) – одного з чотирьох приладів телескопа.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.