|
Астрономы разглядели, как 12,5 миллиарда лет назад в далекой галактике рождалось первое поколение звезд. Помогла людям в этом огромная и могучая гравитационная линза — массивное скопление галактик...
Нашей Вселенной уже около 13,7 миллиарда лет, и большую часть этого времени ее пронизывает свет миллиардов звезд, входящих в миллиарды звездных систем вроде нашей Галактики. Мы видим этот свет, когда ясной ночью выходим на улицу или глядим на далекие миры в телескоп.
Конец эпохи
Но так было не всегда. Через 300−400 тысяч лет после Большого взрыва горячий туман, заполнявший Вселенную, рассеялся, и на долгие годы наступила скучнейшая пора – в угасающем свете прежней горячей эпохи носились отдельные атомы водорода, гелия и редких других элементов. Этот период астрономы называют «темной эпохой», и длился он несколько сот миллионов лет. Конец этим временам положило формирование первых галактик. Миллионы лет рассеянный газ собирался в облака и сгустки, пока плотность его не стала достаточной для образования первых звезд. По современным представлениям, самые первые звезды были совершенно ненормальными. Они были очень массивными – в тысячи раз тяжелее Солнца, и жили ярко, но недолго (миллионы, а то и сотни тысяч лет). Однако именно они обогатили межзвездную среду тяжелыми элементами, благодаря которым смогли появиться такие звезды, к которым мы привыкли. Разглядеть эти первые «нормальные» звезды астрономы пытаются уже не один десяток лет, однако сделать это сложно. Самые первые галактики даже при наблюдениях в наилучший телескоп кажутся крохотными пятнышками света. Разглядеть в них какую-то структуру, понять, какого размера эти пятна и где в них рождаются молодые светила, пока невозможно.
Тяжесть в помощь
К счастью, на помощь астрономам с их хилыми рукотворными телескопами иногда приходит сама природа. В соответствии с теорией относительности тяжелые тела притягивают свет, превращаясь в так называемые гравитационные линзы. Самые тяжелые объекты во Вселенной — скопления галактик — оказываются одновременно и самыми сильными линзами, и зачастую значительно увеличивают размер далеких объектов, которые случайно оказались за скоплением. Про один такой «естественный телескоп», обнаруженный недавно израильскими астрономами, корреспонденту Infox.ru рассказали сами первооткрыватели. Они даже признались, что собираются в ближайшее время начать поиски самых далеких галактик с помощью Космического телескопа имени Хаббла, используя найденное ими скопление для дополнительного усиления сигнала. Пока о результатах этих поисках ничего не известно. Однако «конкурирующая» команда британских, канадских и американских астрономов под руководством Марка Суинбанка из британского Даремского университета теперь опубликовала результаты первого подобного исследования для другого массивного скопления галактик. Ученые уверены, что им удалось увидеть, как в далекой галактике, которую от Большого взрыва отделяет всего миллиард лет, рождается первое поколение звезд. Работа исследователей опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Первые звезды под линзой
С помощью космических телескопов имени Хаббла и Спитцера и одного из наземных телескопов пары Gemini Суинбанк и его коллеги тщательно изучили изображение галактики MS1358arc, расположенной в 12,5 миллиарда световых лет от Земли в направлении на созвездие Большой Медведицы. Скопление MS1358+62, которое само находится в 3,7 миллиарда световых лет от нас на луче зрения, превратило эту галактику в вытянутую дугу, попутно увеличив ее размер в 12 раз (по площади). Вообще, узнать в этой кривой дуге галактику не так просто, однако существуют алгоритмы, которые позволяют хотя бы приблизительно восстановить истинный вид объекта исходя из модели распределения вещества в MS1358+62. Как выяснилось, MS1358arc представляет собой небольшую по современным меркам звездную систему. Ее размер – всего 6 тысяч световых лет, это на порядок меньше, чем у Млечного Пути. Однако несмотря на скромные размеры, MS1358arc рождает звезды с безумной скоростью – каждый год в ней появляется примерно с полсотни новых звезд вроде нашего Солнца. Во всем Млечном Пути за год появляется в среднем одна такая звезда.
Яркое поколение
Более подробный анализ показал, что звездообразование сосредоточено в пределах всего четырех компактных облаков ионизованного водорода, размер каждого из которых примерно 600−700 световых лет. В современной Вселенной такие объекты встречаются, но довольно редко (ближайшая к нам – это туманность Тарантул в спутнике Млечного Пути — Большом Магеллановом облаке). 12,5 миллиарда лет назад такими звездными роддомами Вселенная была усеяна, уверен Суинбанк и его коллеги. Ученые полагают, что «бэби-бум» в MS1358arc начался всего десяток-другой миллионов лет назад – на это указывают и скорость образования звезд, и их полное число, и скорость истечения газа из этого объекта. 15 миллионов лет – по космическим меркам дело плевое, так что мы и вправду наблюдаем первое заметное поколение звезд в MS1358arc. Во что такая галактика может превратиться за 12,5 миллиарда лет, можно увидеть на ночном небе.
Методика
Инверсия линзирования
Наибольших вершин в этом искусстве достиг французский астроном Жан-Поль Книб, посвятивший разработке этой методики свою диссертацию. Книб и его последователи моделируют скопление как набор довольно большого числа перекрывающих друг друга отдельных округлых или вытянутых линз, толщина которых сходит на нет с расстоянием от центра. Далее ученые (вернее, компьютерная программа) высчитывают, как сквозь модельную линзу должны выглядеть объекты фона, сравнивают результаты расчета с реально наблюдаемой картиной и подгоняют параметры модели, добиваясь лучшего сходства.
Источник: http://www.infox.ru | 
Меню сайта
Главная страница
