Космический телескоп NASA Спитцер (Spitzer) помог астрономам увидеть то, как могли выглядеть первые годы существования вселенной: недавно с его помощью было обнаружено, что некоторые из древних галактик вселенной были ярче, чем ожидалось, и напоминали мерцающие рождественские огни.
В новом исследовании, которое было опубликовано в , ученые сообщили о наблюдениях за некоторыми из самых ранних галактик, которые возникли во Вселенной менее чем через один миллиард лет после Большого взрыва, который произошел примерно 13 миллиардов лет назад. Данные, собранные для исследования, показывают, что в некоторых инфракрасных лучах определенной длины волны некоторые из галактик освещаются гораздо ярче, чем предполагали ученые. В исследовании утверждается, что оно впервые подтверждает это странное явление для большой группы галактик того периода и демонстрирует, что это не были случайные яркие вспышки и что даже галактики среднего размера в то время «освещали» вселенную больше, чем те галактики, которые мы наблюдаем сегодня.
Ученые предполагают, что избыточный свет древних галактик является побочным продуктом галактик, выделяющих большое количество ионизирующего излучения. Исследование может предоставить более подробную информацию о том, что, возможно, вызвало Эпоху Реионизации — главное космическое событие, которое изменило вселенную от (в большей степени) непрозрачности до звездного вида. Неизвестно, когда появились первые звезды Вселенной, однако есть свидетельства того, что примерно через 100−200 миллионов лет после Большого взрыва вселенная была заполнена нейтральным водородным газом, который, возможно, начал объединяться в звезды, которые затем положили начало образованию первых галактик.
Благодаря Эпохе Реионизации, вселенная изменилась от заполненной нейтральным водородом, до полной ионизированного водорода и в итоге получила множество галактик. Тем не менее, астрономы до сих пор не знают, что могло вызвать ионизирующее излучение, чтобы воздействовать на весь водород во вселенной. «Это один из самых больших открытых вопросов в области наблюдательной космологии», — заявил в пресс-релизе Стефан де Баррос, ведущий автор исследования и исследователь в Женевском университете в Швейцарии. — «Мы знаем, что это произошло, но чем это вызвано? Эти новые результаты могут быть большой подсказкой».
Чтобы выяснить, что произошло непосредственно перед завершением Эпохи Реионизации, космический телескоп Спитцер наблюдал за двумя областями неба более 200 часов, что позволило ему собрать данные о свете, который путешествовал по космосу более 13 миллиардов лет, чтобы достичь Земли.
Используя эти наблюдения, которые были частью исследовательской кампании под названием GREATS (GOODS Re-ionization Era wide-Area Treasury from Spitzer), астрономы проанализировали 135 далеких галактик и обнаружили, что все они были очень яркими в двух специфических длинах волн инфракрасного света, который был создан ионизирующим излучением, взаимодействующим с водородом и кислородом, присутствующими в каждой галактике. В этих галактиках могли преобладать молодые массивные звезды, которые в основном содержали водород и гелий, что могло бы предоставить более подробную информацию о эпохе реионизации и о том, как она преобразовала вселенную.
«Мы не ожидали, что Спитцер с зеркалом, не превышающим физкультурный обруч, сможет увидеть галактики так близко к незапамятным временам», — Майкл Вернер, исследователь проекта в Лаборатории реактивного движения NASA в Пасадене, Калифорния. — «Но природа полна сюрпризов, и неожиданная яркость этих ранних галактик вместе с превосходными характеристиками Спитцера делает их доступными для нашей маленькой, но мощной обсерватории».