Первые звезды во Вселенной: Австралийская обсерватория делает большой шаг в их изучении
Москва, 19:30, 09 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Есть еще много вещей, произошедших в первые несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва, которые мы не понимаем, и нам не хватает одного конкретного наблюдения — увидеть первые звезды. У нас есть некоторые идеи о том, какими они могут быть, но пока мы их не видели напрямую.
Они жили слишком далеко в прошлом и умерли слишком быстро. Наши инструменты еще недостаточно хороши, чтобы их обнаружить. Тем временем, однако, мы совершенствуемся, как определить их косвенно. В широкополосном массиве Murchinson, радиообсерватории в Австралии, в 10 раз улучшились данные о ранней Вселенной. Об этом улучшении сообщается в статье, которая скоро будет опубликована в The Astrophysical Journal.
Обсерватория была создана с одной целью: изучить эпоху реионизации (EoR). Это период, когда произошло образование первых звезд, названных в честь того, что произошло с водородом за это время.
Приблизительно через 380000 лет после Большого взрыва Вселенная наконец была достаточно холодной, чтобы протоны и электроны могли образовать атомы водорода. В течение сотен миллионов лет (так называемые «космические темные века») водород собирался в облаках до тех пор, пока они в конечном итоге не распались на первые звезды. Свет первых звезд был настолько интенсивным, что он оторвал электроны от водорода (процесс, называемый ионизацией), во второй раз в истории Вселенной.
«Определение эволюции EoR чрезвычайно важно для нашего понимания астрофизики и космологии», — говорится в заявлении ведущего автора д-ра Николь Барри из Мельбурнского университета. «До сих пор, однако, никто не смог наблюдать это. Эти результаты приближают нас к этой цели».
Команда изучает специфическую эмиссию нейтрального водорода, известную как 21-сантиметровая линия. Сигнал трудно уловить, так как он очень слабый, и между его источниками и нами много других галактик и объектов.
Команда астрофизиков собрала 21 час необработанных данных из обсерватории и применила новые методы для уточнения анализа. Частью задачи было убедиться, что потенциальные источники загрязнения (включая сигналы с Земли) были обнаружены и исключены с высокой точностью. Результат значительно улучшает то, что мы знаем об этой таинственной эпохе.
«Мы не можем сказать, что этот документ приближает нас к точному датированию начала или конца EoR, но он исключает некоторые из наиболее экстремальных моделей», — добавила соавтор, профессор Кэтрин Тротт из Университета Кертина в Западной Австралии. «То, что это произошло очень быстро, теперь исключено. То, что условия были очень холодными, теперь также исключено».
Будущие обсерватории смогут лучше изучать звезды первого поколения и помогут ответить на многие загадки, которые предстоит разгадать. Ожидается, что эти первые звезды будут в сотни, если не в тысячи раз больше нашего Солнца, и когда они перешли в сверхновые, то, возможно, даже произвели семена сверхмассивных черных дыр, которые теперь обнаружены в ядрах галактик.
