Космический рассвет наступил в 250-350 млн лет после Большого взрыва

Космический рассвет -- то есть, когда впервые были созданы звезды, -- наступил между 250 и 350 миллионами лет после начала Вселенной, утверждается в новом исследовании.

Об этом рассказывают в Университетском колледже Лондона (UCL).

Исследование, опубликованное в "Ежемесячных сообщениях Королевского астрономического общества", предусматривает, что космический телескоп Джеймса Вебба (JWST), который планируют запустить в ноябре этого года, будет достаточно чувствительным для непосредственного наблюдения за рождением галактик.

Анализируя снимки с космических телескопов "Хаббл" и "Спитцер", исследователи вычислили возраст этих галактик в диапазоне от 200 до 300 миллионов лет, что позволяет оценить, когда впервые образовались их звезды.

Британская исследовательская группа изучила шесть самых отдаленных галактик, известных на данное время, свету от которых понадобилась большая часть жизни Вселенной, чтобы дойти до нас. Они обнаружили, что расстояние этих галактик к Земле соответствует времени "оглядки назад" в более 13 миллиардов лет назад, когда Вселенной было всего 550 миллионов лет.

Ведущий автор работы доктор Николас Лапорт (Кембриджский университет), который начал проект, находясь в UCL, сказал: "Теоретики предполагают, что Вселенная была темным местом в течение первых нескольких сотен миллионов лет, прежде чем сформировались первые звезды и галактики".

"Наблюдение того момента, когда Вселенная впервые была озарена звездным светом, является важной задачей в астрономии."

"Наши наблюдения показывают, что космический рассвет наступил между 250 и 350 миллионами лет после начала Вселенной, и в момент своего образования, галактики, такие как мы изучали, были бы достаточно светлыми, чтобы их можно было увидеть с помощью космического телескопа Джеймса Вебба."

Исследователи проанализировали звездный свет из галактик, как его зафиксировали космические телескопы Хаббла и Спитцера, исследовав маркер в их распределении энергии, указывающий на наличие атомарного водорода в их звездной атмосфере. Это позволяет оценить возраст содержащихся в них звезд.

Эта сигнатура водорода увеличивается по мере старения звездной популяции, но уменьшается, когда галактика старше миллиарда лет. Возрастная зависимость возникает из-за того, что более массивные звезды, которые дают этот сигнал, скорее сжигают свое ядерное топливо и, следовательно, погибают первыми.

Соавтор, доктор Ромен Мейер (кафедра физики и астрономии UCL и Институт астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия) сказал: "Этот возрастной показатель используется для датировки звезд в нашем собственном окружении в Млечном Пути, но он также может быть использован для датировки чрезвычайно отдаленных галактик, наблюдаемых в очень ранний период Вселенной".

"Используя этот показатель, мы можем сделать вывод, что даже в такие ранние времена возраст наших галактик составляет от 200 до 300 миллионов лет."

Анализируя данные Хаббла и Спитцера, исследователям нужно было определить "красное смещение" каждой галактики, указывающее на их космологическое расстояние и, следовательно, время оглядки назад, в течение которого они наблюдаются. Для этого исследователи провели спектроскопические измерения с использованием полного арсенала мощных наземных телескопов - чилийского Атакамського большого миллиметрового массива (ALMA), европейского Очень большого телескопа, телескопов-близнецов Кека на Гавайях и телескопа Джемини-Юг.

Эти измерения позволили команде подтвердить, что взгляд на эти галактики соответствует оглядке на ​​то время, когда Вселенной было 550 миллионов лет.

Соавтор работы профессор Ричард Эллис (кафедра физики и астрономии UCL), который на протяжении своей карьеры отслеживал все более отдаленные галактики, сказал: "За последнее десятилетие астрономы расширили границы того, что мы можем наблюдать, ко времени, когда возраст Вселенной составлял лишь 4% современного возраста. Однако из-за ограничений, связанных с непрозрачностью атмосферы Земли и возможностями космических телескопов Хаббла и Спитцера, мы достигли своего предела".

"Сейчас мы с нетерпением ждем запуска космического телескопа Джеймса Вебба, который, по нашему мнению, способен стать непосредственным свидетелем космического рассвета."

"Стремление увидеть этот важный момент в истории Вселенной был святым Граалем в астрономии на протяжении десятилетий. Поскольку мы сделаны из материала, выработанного в звездах, это в некотором смысле поиск нашего собственного происхождения."

В новом исследовании участвовали астрономы Калифорнийского университета в Санта-Крус, Калифорнийского университета и Техасского университета.

Исследователи получили поддержку от Фонда Кавли, Европейского исследовательского совета, Национального управления по вопросам аэронавтики и космоса (NASA) и Национального научного фонда (NSF) США.

В ноябре планируется запуск космического телескопа Джеймса Вебба под руководством НАСА, который станет преемником обсерватории Хаббла. В течение следующего десятилетия он будет главной обсерваторией, которая будет обслуживать тысячи астрономов по всему миру. Он состоит из инфракрасной обсерватории, огромного зеркала шириной 6,5 метров и солнцезащитного щита ромбовидной формы. Ученые UCL в Космической научной лаборатории Малларда создали и протестировали ключевые аппаратные компоненты для NIRSpec (Спектрограф ближнего инфракрасного диапазона) – одного из четырех приборов телескопа.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.