Самые ранние звезды прятались за космической линзой
Ученые заявили об обнаружении звезд, образовавшихся спустя всего 200 млн лет после Большого Взрыва. Найти их помогла природная линза.
Астрономы открыли объект, являющийся почти ровесником Вселенной. Галактика, заставшая первые миллионы лет после Большого взрыва, оказалась слишком тусклой, чтобы быть замеченной современными наземными и орбитальными телескопами. Найти ее помог телескоп природный. Им оказалось скопление галактик под номером 383 в каталоге Эйбла, находящееся в созвездии Кита.
Массивный объект притягивает к себе свет далеких галактик, образовавшихся миллиарды лет назад.
Природная линза изгибает свет, искажает объекты, а иногда и увеличивает количество их изображений. Но главное – линза способна усилить свет далеких и слабых объектов. Обычно линзы должны давать нечетное число изображений далекого объекта – 1,3,5 и т.д. Но одно из изображений (центральное) сильно ослаблено и обычно не наблюдается. Поэтому, как правило, гравитационные линзы дают четное число изображений: 2,4,6 и так далее.
Такой и увидели астрономы далекую галактику, изображение которой раздвоилось на линзе при наблюдении на космическом телескопе Hubble. Линза усилила свет тусклой галактики, которую земные телескопы вряд ли когда-нибудь обнаружили бы. Поняв, что галактика может быть очень удаленной, астрономы решили снять ее спектр на гавайском телескопе Кека и космическом инфракрасном телескопе Spitzer. Они выяснили, что галактика имеет красное смещение z, равное шести. Это означает, что свет, пойманный на Земле, был испущен галактикой 950 млн лет после Большого Взрыва. Это не так уж и мало по сравнению с обнаруженными на сегодня галактиками, имеющими z больше восьми. Прежняя рекордсменка с красным смещением 10 испустила свет спустя 480 млн лет после Большого взрыва.
Однако спектр вновь обнаруженной галактики дал ученым больше, чем просто красное смещение. Характерные детали спектра (а именно, так называемый Бальмеровский декремент) позволили астрономам оценить возраст населяющих галактику звезд. «Инфракрасные наблюдения на Спитцере говорят о том, что галактика состояла из очень старых и тусклых звезд. Ее населяли звезды, которым на тот момент уже было 750 млн лет – это относит нас к эпохе, наблюдавшейся 200 млн лет спустя после Большого взрыва», -- пояснил соавтор статьи Еичи Егами. «Благодаря усилению света галактики линзой мы получили отличные данные. Наша работа подтверждает прежние наблюдения, намекавшие на присутствие старых звезд в ранних галактиках», -- пояснил еще один автор работы Ден Штарк.
Прозрачная Вселенная
Обнаружение самых ранних звезд, а 200 лет после Большого Взрыва соответствует красному смещению z=18, не только датирует возраст первых галактик. Оно помогает понять, какие процессы делали раннюю Вселенную прозрачной для излучения, какой мы видим ее сейчас. В первые миллионы лет после Большого взрыва пространство заполнял нейтральный водород, не пропускавший ультрафиолетовое излучение. Ученые считают, что ионизовать и сделать прозрачным водород должны были некие источники света в ходе так называемой реионизации. «Если эта невидимая армия слабых, старых галактик действительно существовала, они могли дать недостающее излучение, которое сделало Вселенную прозрачной для ультрафиолетового излучения», -- добавил соавтор исследования Жан-Поль Книб. Есть у описанного метода датировки возраста звезд и скептики. Ряд астрономов считает, что оценка возраста звезд по Бальмеровскому декременту может давать неверные результаты для таких ранних галактик, как на z=6.
