ALMA вперше побачив формування галактик в ранній Всесвіту

78

Телескоп ALMA зареєстрував хмари звездообразующего газу на такій великій відстані, на якому їх раніше ніколи не спостерігали в ранній Всесвіту. Вперше астрономи бачать, як утворювалися перші галактики і як вони розсіювали космічний «туман» в епоху реионизации, повідомляє сайт ESO.

Коли через декілька сотень мільйонів років після Великого Вибуху почали утворюватися перші галактики, Всесвіт була заповнена суцільним водневим «туманом». По мірі того, як спалахувало все більше і більше яскравих джерел світла — зірок і квазарів, пов’язаних з сверхмассивными чорними дірами, цей туман поступово розсіювався, і Всесвіт ставала прозорою для ультрафіолетового випромінювання. Астрономи називають цю стадію розвитку Всесвіту епохою реионизации. Про перших галактиках, що з’явилися в цей час, відомо дуже мало, але досі вони спостерігалися у вигляді дуже тьмяних світлових згустків. Тепер нові дослідження, в яких використовується вся міць телескопа ALMA, прояснюють картину.

Група дослідників під керівництвом Роберто Майолино направила телескоп ALMA на галактик, які видно нас такими, якими вони були лише через приблизно 800 мільйонів років після Великого Вибуху. При цьому метою астрономів були не зірки і не рідкісні об’єкти виняткової яскравості, такі, як квазари і галактики з дуже високим темпом зореутворення, які переважно спостерігалися дотепер. Їх цікавило слабке світіння іонізованого вуглецю, що виникає в хмарах газу, з яких утворюються зірки. Метою роботи було вивчити взаємодію між поколінням молодих зірок і холодними газовими згущеннями, з яких виникали первинні галактики, ті самі, які реионизировали Всесвіт, а потім поступово перетворилися у звичайні галактики сучасної Всесвіту.

Від однієї з таких галактик, BDF2399, телескоп ALMA прийняв слабкий, але виразний сигнал вуглецевого випромінювання. Йде цей сигнал, однак, не з центру галактики, а з її периферійної частини.

Співавтор роботи Андреа Феррара так пояснює значення знахідки: “Ніколи ще такий вид випромінювання не був зареєстрований в ‘нормальної’ галактиці на такій великій відстані, відповідному часі менш мільярда років після Великого Вибуху. Таким чином, ми маємо можливість спостерігати утворення первинної галактики! Вперше ми бачимо у такого об’єкта внутрішню структуру!”

Астрономи пояснюють ексцентричне розташування виявленого джерела випромінювання: хмари газу в центрі галактики руйнуються під впливом інтенсивного світіння новоутворених зірок і вибухів наднових. А ось свіжий холодний газ, що надходить з міжгалактичної середовища і проявляє себе вуглецевим випромінюванням.

Нові спостереження з ALMA були підкріплені комп’ютерним моделюванням, що дозволило в деталях представити основні стадії формування перших галактик. Параметри моделі були включені вплив випромінювання зірок, час життя молекулярних хмар, перенесення іонізуючого випромінювання і складна структура міжзоряного середовища. По всій видимості, BDF2399 є типовим прикладом первинної галактики, відповідальної за реионизацию.