Астрономы раскрыли источник света, изменивший облик Вселенной

Телескоп «Хаббл» обнаружил гигантское звездное скопление, помогавшее рассеивать водородный «туман» ранней Вселенной

Космический телескоп «Хаббл» выявил в древней галактике MXDFz4.4 исключительно плотное скопление горячих массивных звезд, существовавшее всего через 1,4 миллиарда лет после Большого взрыва. Это открытие приблизило ученых к разгадке одной из ключевых загадок ранней Вселенной — процесса завершения Эпохи реионизации.

В первые сотни миллионов лет после Большого взрыва Вселенная была заполнена плотным облаком нейтрального водорода. Этот своеобразный «космический туман» поглощал ультрафиолетовое излучение и делал пространство непрозрачным для значительной части света. На протяжении длительного времени астрономы обсуждали, что именно рассеяло этот газ и сделало Вселенную прозрачной: первые поколения звезд или активные сверхмассивные черные дыры.

Наблюдения «Хаббла» стали убедительным доказательством в пользу первой гипотезы. Телескоп зафиксировал мощный поток ионизирующего ультрафиолетового излучения от компактного звездного скопления в галактике MXDFz4.4, что указывает на важную роль молодых массивных звезд в процессе реионизации.

Галактика была впервые обнаружена в рамках сверхглубокого обзора MXDF с помощью спектрографа MUSE на Очень Большом Телескопе (VLT) в Чили. Ее индекс z4.4 соответствует красному смещению 4,4, то есть мы наблюдаем объект таким, каким он был около 12,4 миллиарда лет назад.

На протяжении своего пути к Земле ультрафиолетовое излучение растянулось из-за расширения Вселенной и переместилось в видимый диапазон, что и позволило «Хабблу» его зафиксировать. По словам ученых, ранее астрономам удавалось находить галактики этой эпохи, однако MXDFz4.4 стала первым объектом, от которого удалось напрямую зарегистрировать ионизирующие фотоны.

Несмотря на то что галактика примерно в 100 раз меньше Млечного Пути, звезды в ней формируются в десять раз быстрее. Основная часть звездообразования сосредоточена в одном крайне компактном кластере.

Объединив данные «Хаббла» с наблюдениями космического телескопа «Джеймс Уэбб», исследователи пришли к выводу, что звезды в этом скоплении формировались серией мощных вспышек. Каждая волна порождала новые поколения горячих массивных светил, излучение которых постепенно пробивало окружающий водородный «туман», создавая «каналы» для выхода ультрафиолетового света.

Дополнительную роль играли взрывы сверхновых. Спустя несколько миллионов лет после рождения массивные звезды завершали свою жизнь мощными взрывами, которые выталкивали окружающий газ и формировали огромные полости в межзвездной среде. Через эти «окна» ионизирующее излучение могло распространяться еще более эффективно.

Ученые предполагают, что аналогичные процессы могли происходить по всей ранней Вселенной, постепенно очищая космос от первородного водородного «тумана». Поиск новых объектов, подобных MXDFz4.4, поможет точнее восстановить картину того, как Вселенная стала прозрачной для света.

Сегодня стало известно, что запуск российского телескопа «Спектр-УФ» на замену именитому Hubble запланирован на 24 октября 2031 года. Выводить телескоп будет новая ракета «Ангара-А5М».