Наука19 юни 2023

Разкриха една от мистериите на Вселената

Много от космическите обекти са били невидими за наблюдателя (ако е имало такъв) заради газова завеса

В центъра на това изображение с 20 000 галактики има розова светеща точка - това е квазарът J0100 + 2802, който е съществувал, когато Вселената е била само на 900 милиона години. Снимка: NASA

Много ранната Вселена би била много трудна за наблюдение за всеки потенциален интелигентен вид, който би искал да го направи. Факт е, че през първите милиарди години след Големия взрив е имало облаци от студен водороден газ между звездите и галактиките, които са поглъщали цялата светлина. Следователно всеки наблюдател на Космоса по това време (ако такъв съществува или е съществувал) не би видял никакви звезди или галактики, а само непрогледен мрак.

Но тогава в историята на Вселената идва период, който астрономите наричат епоха на рейонизация. Водородният газ се превръща от непрозрачен в прозрачен в процеса на затопляне. Досега учените знаеха, че този процес се е случил, но не знаеха точно как. Астрономите от ETH Zurich използваха космическия телескоп Webb, за да разрешат тази мистерия.

Като част от ново изследване астрономите, с помощта на телескопа Webb, наблюдавали квазара J0100 + 2802 (това са най-ярките обекти в Космоса, които представляват огромна черна дупка в центъра на галактиката, излъчваща огромно количество светлина в резултат на абсорбция на околната материя).

Но учените не се интересували толкова от самия квазар, а от това как светлината от този обект се държи по пътя си през космическия газ към телескопа. След това астрономите сравнили откритията с поведението на светлината от много далечни и много ранни галактики.

Както показа изследването, всяка такава галактика е била заобиколена от обвивка от горещ йонизиран прозрачен газ с радиус до 2 милиона светлинни години. За да си представим този мащаб, нека припомним, че най-близката голяма галактика - Андромеда, е на 2,5 милиона светлинни години.

Учените са стигнали до извода, че първите галактики са причинили появата на ерата на рейонизацията. В тях първо са се появили звезди, след това те са умрели и избухнали в свръхнови. Именно тази светлина нагрява и йонизира водородния газ. Така този водород се превръща от непрозрачен в прозрачен, тоест самата Вселена също става прозрачна - в нея вече може да се видят както звезди, така и галактики.

Първоначално йонизираният водород е бил под формата на спецефични мехурчета, които се свързват, разширяват и позволяват на светлината да се разпространи на огромни разстояния във Вселената.

Въпреки факта, че една от тайните на Вселената е разкрита, учените са изправени пред друга мистерия, която се отнася до ранния Космос. Предвид настоящите познания за появата на звездите и формирането на галактиките, астрономите предположиха, че знаят приблизително колко галактики могат да бъдат открити в най-ранния етап от съществуването на Вселената. Но се оказа, че астрономите грешат. Според авторите на изследването те са се надявали да открият няколко десетки галактики, съществували в ерата на рейонизацията. Но астрономите са открили цели 117 такива галактики.

Източник