Астрономы подобрались к самым первым звездам Вселенной

Фото: open-dubna.ru

По данным наблюдений на телескопах ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) и VLT (ESO Very Large Telescope), астрономы установили, что звездообразование в очень удаленной галактике MACS1149-JD1 началось на неожиданно ранней стадии, спустя всего 250 миллионов лет после Большого Взрыва.

Эти наблюдения дают самое раннее по шкале возраста Вселенной обнаружение кислорода, а наблюдавшаяся галактика оказалась самой далекой из всех, когда-либо зарегистрированных на ALMA и VLT. Работа опубликована в журнале Nature 17 мая 2018 г.

Международная группа астрономов наблюдала на телескопе  ALMA  удаленную галактику MACS1149-JD1 и обнаружила очень слабое свечение ионизованного кислорода. Вследствие расширения Вселенной длина волны этого изначально инфракрасного излучения за время его путешествия в пространстве увеличилась более, чем в десять раз. По красному смещению ученые заключили, что принятый сигнал был испущен 13.3 миллиардов лет назад, или спустя всего 500 миллионов лет после Большого Взрыва. Это наибольшее расстояние, на котором когда-либо регистрировался кислород  [1], и его присутствие показывает, что в этой галактике должны существовать и более ранние поколения звезд.

“Я был потрясен, когда мы получили на  ALMA  сигнал в линии кислорода с такого расстояния”, –  говорит Такуя Хашимото (Takuya Hashimoto), ведущий автор новой статьи, сотрудник унверситета Саньо в Осаке (Osaka Sangyo University)  и  Национальной астрономической обсерватории Японии.  “Это  открытие  раздвигает  границы наблюдаемой  Вселенной”.

Вдобавок к излучению кислорода, зарегистрированному на ALMA, более слабая водородная эмиссия была замечена на  Очень большом телескопе  ESO (VLT). Расстояние до галактики, определенное по этим наблюдениям, согласуется с тем, которое было получено по линии кислорода. Таким образом, MACS1149-JD1 оказывается самой далекой галактикой с надежно определенным расстоянием, и вообще самой далекой галактикой, когда-либо наблюдавшейся на ALMA или VLT.

“Мы видим эту галактику в эпоху, когда Вселенной было всего 500 миллионов лет – и оказывается, что в это время она уже была населена зрелыми звездами”, --  объясняет Николя Лапорт (Nicolas Laporte), исследователь из UCL – Университетского Колледжа в Лондоне (University College London, UK), второй автор статьи.  “Поэтому мы можем использовать эту галактику для зондирования более раннего, полностью неизвестного периода космической истории”.

В течение некоторого времени после Большого Взрыва во Вселенной не было кислорода: он появился в результате процессов синтеза в недрах первых звезд, и потом, когда они умирали, рассеивался в пространстве. Регистрация кислорода в MACS1149-JD1 показывает, что всего через 500 миллионов лет после начала Вселенной эти ранние поколения звезд уже сформировались и успели произвести достаточно много кислорода.

Но когда же происходило образование этих ранних звезд? Чтобы выяснить это, иследователи реконструировали раннюю историю MACS1149-JD1 по инфракрасным данным, полученным с  Космическим телескопом Хаббла NASA/ESA  и  Космическим телескопом Спитцера NASA. Они обнаружили, что наблюдаемую яркость галактики хорошо объясняет модель, в соответствии с которой начало звездообразования относится к эпохе спустя всего 250 миллионов лет после начала Вселенной  [2].

Зрелый возраст звезд в MACS1149-JD1 вызывает вопрос: когда из полной тьмы возникли первые галактики? Астрономы придумали для этой эпохи романтическое название «космический рассвет». Установив возраст MACS1149-JD1, группа сумела убедительно продемонстрировать, что галактики существовали задолго до той эпохи, на которой мы способны сейчас их регистрировать.

Ричард Эллис (Richard Ellis), старший астроном UCL и соавтор статьи, заключает:  “Определение времени «космического рассвета» -- «Святой Грааль» космологии и теории образования галактик. Новые наблюдения MACS1149-JD1 приближают нас к прямым наблюдениям образования первых звезд! И так как мы и сами состоим из преобразованного звездного вещества, это по сути значит, что мы приближаемся к разгадке нашего собственного происхождения”.

Примечания

[1] На телескопе ALMA несколько раз устанавливался рекорд регистрации самых далеких источников излучения в линиях кислорода. В 2016 Акио Иноуэ (Akio Inoue) из Университета Саньо в Осаке и его коллеги наблюдали на ALMA эмиссию кислорода, испущенную 13.1 миллиардов лет назад. Через несколько месяцев после этого Николя Лапорт из Университетского Колледжа в Лондоне зарегистрировал на ALMA линии кислорода на расстоянии, соответствующем эпохе 13.2 миллиарда лет назад. Теперь эти два коллектива ученых объединили усилия и установили новый рекорд расстояния на красном смещении 9.1.

[2] Это соответствует красному смещению около 15.

Автор: Кирилл Масленников
 
По теме
Приём граждан по вопросам подготовки к новому учебному году пройдёт 21 августа - Пущинская среда Согласно утверждённому Губернатором Московской области графиком проведения тематических приёмов граждан 21 августа 2018 года с 10.00 в Приёмной Правительства Московской области, в Министерстве образования Московской области,
15.08.2018
Уважаемые жители городского округа Домодедово!  В соответствии с утверждённым Губернатором Московской области графиком 21 августа 2018 года с 10:00 в Приёмной Правительства Московской области,
15.08.2018
 
Губернатор посетил новую школу в Путилкове в ходе рабочего визита в Красногорск - Правительство Московской области Источник: Пресс-служба Губернатора Московской области Четырнадцатого августа губернатор Подмосковья Андрей Воробьев в рамках рабочего визита в городской округ Красногорск проверил готовность к открытию новой многопроф
14.08.2018 Правительство Московской области
Школы Подмосковья начали проверять на чистоту и порядок перед новым учебным годом - Правительство Московской области Источник: РИАМО Административно-технические инспекторы Московской области приступили к проверке школ, колледжей и детских садов перед началом нового учебного года, всего в регионе будет проверено порядка 3 тысяч объектов,
15.08.2018 Правительство Московской области
Август – месяц, когда родители начинают собирать детей в школу. Многих родителей беспокоит один и тот же вопрос: имеет ли право администрация школы навязывать производителя/поставщика одежды?
15.08.2018 Куйбышевец
В этом году Национальный исследовательский технологический университет (НИТУ) «МИСиС» отмечает свой вековой юбилей.
14.08.2018 Газета Новые Известия
Согласно утверждённому Губернатором Московской области графиком проведения тематических приёмов граждан 21 августа 2018 года с 10.00 в Приёмной Правительства Московской области, в Министерстве образования Московской области,
15.08.2018 Пущинская среда
Жителям Подмосковья рассказали, как избежать встречи с медведем в лесу - Серебряно-Прудский вестник Гуляя в подмосковных лесах, необходимо создавать много шума, так можно спугнуть медведя, который отличается осторожностью и не любит резких звуков, сообщил РИАМО во вторник зоолог, специалист по медведям Игорь Егоров.
15.08.2018 Серебряно-Прудский вестник
В городском округе Красногорск состоялось расширенное координационное заседание комиссии по делам несовершеннолетних и защите их, сообщает пресс-служба администрации муниципалитета.
15.08.2018 Красногорские вести
Гуляя в подмосковных лесах, необходимо создавать много шума, так можно спугнуть медведя, который отличается осторожностью и не любит резких звуков, сообщил РИАМО во вторник зоолог, специалист по медведям Игорь Егоров.
15.08.2018 Серп и Молот
Определён список лауреатов 2018 года губернаторской премии «Наше Подмосковье» - Павлово-Посадские известия На состоявшемся 14 августа итоговом заседании Совета по присуждению ежегодных премий губернатора Московской области «Наше Подмосковье» определили 2018 победителей.
15.08.2018 Павлово-Посадские известия
15 августа день рождения А.А. Алябьева – участника Отечественной войны 1812 года, пианиста, певца, дирижера, педагога, организатора музыкальной жизни, но, прежде всего, композитора.
15.08.2018 Пущинская среда
«АРТ-Столица» - такое амбициозное название выбрал для выступления творческий коллектив Красногорска (который в этом году является принимающей площадкой конкурса «Город А»).
15.08.2018 Новые рубежи
График проведения тематических приёмов граждан - Лотошинский район Представляем вашему вниманию график проведения тематических приёмов граждан в ЦИОГВ, ОМСУ и общественных приёмных исполнительных органов государственной власти в муниципальных образованиях Московской области.
15.08.2018 Лотошинский район
Филиал «Восточные электрические сети» ПАО «МОЭСК» сообщает, что по причине производства ремонтных работ, 16 августа с 9:00 до 16:00 будет полностью отключена электроэнергия в деревнях Ловчиково, Сидоровская, Бордуки,
15.08.2018 Шатурский район
В микрорайоне Богородский завершена промывка сетей водоснабжения. В микрорайоне Богородский проведена промывка сетей водоснабжения.
15.08.2018 Щёлковский район
В деревне Филатово впервые проложили асфальт Тендер на строительство почти километрового участка дороги на улице Иваньковской выиграла компания ООО «Траст».
15.08.2018 Истринские ВСети