Ученые с помощью телескопа «Хаббл» получили снимок уникальной галактики, которая существовала спустя всего 1,4 миллиарда лет после Большого взрыва. И в ней они заметили скопление молодых горячих звезд, которые могли развеять туман водородный туман, окружавший Вселенную в начале ее существование, сообщает Space.com.

Галактика быстро растет и излучает ультрафиолетовый свет. Это излучение и история звездообразования, которая его порождает, свидетельствуют о том, что вспышки звездообразования могли способствовать появлению волн ионизирующего излучения, которые постепенно очистили непрозрачный нейтральный водород.

[see_also ids="682657"]

После Большого взрыва Вселенная была заполнена нейтральным водородом, непрозрачным на определенной длине волны, например, в ультрафиолетовом свете. Но этот ультрафиолет постепенно ионизировал газ и был «врагом» водорода. После ионизации водородный газ не может поглощать ультрафиолетовый свет — и поэтому космос стал прозрачным на этих длинах волн.

Поэтому первые миллиарды лет существования Вселенной называются Эпохой реионизации.  Ее называют «реионизацией», а не ионизацией, потому что технически газ уже был ионизирован в течение первых 379 тысяч лет после Большого взрыва.

Ученые нашли двух «подозреваемых», которые могли произвести достаточное количество ультрафиолетового излучения для ионизации нейтрального водорода. Один из них — активные сверхмассивные черные дыры, а другой — первые поколения горячих массивных звезд. Но поскольку нейтральный водород хорошо поглощает ультрафиолетовое излучение, астрономам было трудно отследить источник и определить, что же его произвело.

Теперь телескоп «Хаббл» обнаружил ультрафиолетовый свет от галактики MXDFz4.4. Это ультрафиолетовое излучение должно быть видно только в том случае, если окружающий газ уже был ионизирован.

MXDFz4.4 обнаружили в рамках проекта MUSE eXtremely Deep Field (MXDF), где MUSE — это многоблочный спектроскопический исследовательский телескоп на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили. Часть названия «z4.4» указывает на то, что галактика существует на красном смещении 4,4, то есть она существовала 12,37 миллиарда лет назад. По мере расширения Вселенной с тех пор ультрафиолетовое излучение сместилось в видимый диапазон длин волн, которые были обнаружены телескопом «Хаббл».

«Астрономы обнаружили множество галактик, существовавших на этом этапе истории Вселенной, но мы не обнаружили ионизирующих фотонов ни от одной из них, что делает MXDFz4.4 уникальной», — сказал Марк Рафельски, заместитель руководителя миссии «Хаббл» в Институте исследований с помощью телескопа.

MXDFz4.4 в 100 раз менше Млечного Пути, но звезды в ней образуются в 10 раз быстрее. И многие из них рождаются в плотном, ярком скоплении, излучающем ионизирующее ультрафиолетовое излучение.

Кроме того, сравнив наблюдения MXDFz.4.4, полученные телескопом Хаббл, с наблюдениями телескопа «Джеймс Уэбб», который исследовал более холодные и старые звезды в галактике, ученые выявили, что звезды образовывались вспышками. И каждая из них производила новые объемы ионизирующего излучения, которое со временем способствовало удалению все большего количества нейтрального газа.

Сейчас мы видим галактику примерно через 250 миллионов лет после завершения реионизации окружающего газа. Эти горячие массивные звезды в скоплении заканчивают свою жизнь через несколько миллионов лет в результате взрывов сверхновых, ударные волны и излучение которых могут создавать пузыри в газе размером в световые годы, создавая дополнительные пути для выхода ультрафиолетового света и его обнаружения телескопом «Хаббл».

Снимок «Хаббла» подтверждает предположение о том, что скопления горячих, массивных, ярких звезд в молодых галактиках на ранних этапах Вселенной сыграли доминирующую роль в ионизации нейтрального газа.

Ранее ученые заявили о том, что «маленькие красные точки», которые нашел телескоп «Джеймс Уэбб»,  могут оказаться представителями первого, короткоживущего поколения звезд во Вселенной, а не черными дырами, как считалось до этого. А это бросает вызов существующим теориям.