Астрономы обнаружили самую далекую и самую древнюю галактику из всех известных - «Наука и технологии»

Группа ученых-астрономов из Калифорнийского технологического института, которая в течение нескольких лет занимается поиском самых древних объектов, возникших во Вселенной на самых ранних стадиях ее существования, обнаружила то, что можно считать самой далекой и самой древней из всех известных людям галактик. Эта галактика, EGS8p7 была обнаружена в начале этого года при помощи телескопов Hubble Space Telescope и Spitzer Space Telescope, после чего на нее обратили свои "взоры" более мощные астрономические инструменты. Используя инструмент Multi-Object Spectrometer For Infrared Exploration (MOSFIRE) телескопа обсерватории W.M. Keck Observatory на Гавайях, исследователи произвели спектрографический анализ света этой галактики, определили значение красного смещения и ее возраст, который составил 13.2 миллиарда лет. Для сравнения, считается, что возраст всей Вселенной составляет 13.8 миллиарда лет.

Измерение значения красного смещения света традиционно используется для измерений расстояний до далеких космических объектов. Но измерение значения смещения очень трудно дается по отношению к самым далеким и самым старым объектам. Сразу после Большого Взрыва весь объем Вселенной был заполнен "супом" из заряженных частиц, электронов и протонов, и частиц света - фотонов. Источником этих фотонов были свободные электроны, а весь объем пространства был непрозрачен для света любого диапазона. Но, за последующие 380 тысяч лет Вселенная расширилась и охладилась настолько, что свободные протоны и электроны смогли начать объединяться в нейтральные атомы легких химических элементов, преимущественно в атомы водорода, которые заполнили весь объем, который стал прозрачен, позволяя свету распространяться в любом направлении. А когда возраст Вселенной составлял от 500 миллионов - 1 миллиарда лет в ней появились первые галактики, излучение которых начало ионизировать газ в космическом пространстве, который остается преимущественно в ионизированном состоянии и по сегодняшний день.

До начала повторной ионизации облака нейтральных атомов водорода интенсивно поглощали свет определенных длин волн, создавая в свете самых первых галактик набор спектральных линий, так называемые Лаймановские альфа-линии. Эти линии представляют собой спектральную подпись горячего водорода, который был нагрет ультрафиолетовым светом от молодых и горячих звезд и который является индикатором интенсивных процессов формирования новых звезд.

"Если вы смотрите на свет от галактик, сформировавшихся в самой ранней Вселенной, в которой присутствовало много нейтрального водорода, вы не сможете увидеть свет с длинами волн, для которых водород не является прозрачным" - пишут ученые, - "Мы ожидали, что большая часть света галактики EGS8p7 не дойдет до нас, будучи поглощенной облаками водорода. Но все же нам удалось зарегистрировать следы Лаймановских альфа-линий в свете этой галактики".

"Удивительным фактом является то, что мы обнаружили спектральные линии в свете тусклой галактики, величина красного смещения для которой составляет 8.68, что соответствует времени, когда Вселенная была заполнена абсорбирующими свет водородными облаками. До последнего открытия красное смещение самой древней на тот момент галактики составляло 7.73".

Одной из возможных причин наблюдаемых феноменов может являться то, что повторная переионизация облаков водорода происходила весьма неоднородно по всему объему Вселенной. "Первые объекты, возникшие во Вселенной, были настолько ярки и мощны, что вокруг них образовывался пузырь ионизированного водорода, который не имел правильной формы. Вероятно, что одно из "вздутий" этих пузырей протянулось в сторону Земли, выступая в качестве своего рода световода и позволяя свету от галактики беспрепятственно преодолеть огромное расстояние, не будучи поглощенным облаками нейтрального водорода. А сейчас мы вычисляем все точные закономерности на основе анализа спектра света галактики EGS8p7, что позволит нам уточнить сроки процессов повторной ионизации, происходивших во Вселенной. Это, в свою очередь, позволит нам найти ответы на некоторые фундаментальные вопросы и внести изменения в существующие теории, описывающие развитие Вселенной с момента Большого Взрыва и по сегодняшний день".