Сверхновые звезды могли не сыграть решающей роли в великом «прояснении» Вселенной. Международная группа астрономов с участием Мичиганского университета проверила на наблюдениях телескопа «Хаббл» популярную теорию реионизации Вселенной и получила неожиданный ответ: свет, растворивший водородный туман, вырывался на свободу раньше, чем взрывы массивных звезд успевали сформировать галактические ветры. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
После Большого взрыва непроницаемый туман из нейтрального водорода сотни миллионов лет окутывал космос и не пропускал ультрафиолет. Примерно 13 млрд лет назад излучение первых галактик разбило водород на заряженные частицы, и мрак рассеялся. Этот перелом астрономы называют реионизацией и последним крупным фазовым переходом в истории Вселенной. Какие объекты проделали эту работу и как их свет добрался до межгалактических пустот, доподлинно неизвестно.
Долгое время фаворитами на роль такого «спускового крючка» считались сверхновые. Взрываясь, умирающие светила порождают галактические ветры, которые должны расчищать дорогу ионизирующему излучению, запертому в галактике. Для проверки гипотезы астрономы направили «Хаббл» на соседние галактики со вспышками звездообразования, похожие на предполагаемых героев реионизации. Разложив их свет на спектры, ученые по темным провалам вычислили скорость ветров и долю ускользающего излучения.
Итог перевернул ожидания. Самые быстрые ветры достались галактикам, пропускавшим меньше всего ионизирующего света, а там, где излучение уходило свободно, ветров не было вовсе. «Наблюдения показывают, что эти фотоны выбираются наружу еще до того, как в галактиках сформируются ветры», — рассказал Коди Карр, постдок Мичиганского университета и руководитель исследования.
«Судя по всему, энергия сверхновых взбаламутила окрестности и не сократила, а увеличила количество нейтрального газа и пыли, блокирующих выход ионизирующего излучения», — пояснил Стефан Маккэндлисс, старший автор работы. Теперь, по мнению ученых, главную партию играют сами юные массивные звезды, чья жизнь обрывается взрывом сверхновой.
Полученные выводы пригодятся авторам космологических моделей. Теоретикам еще предстоит разобраться, как излучение и ветры молодых звезд формируют окружающий газ до первых взрывов.
Ранее забытая частица объяснила астрофизикам, почему существует Вселенная.