Неожиданное открытие, сделанное с помощью телескопа Hubble, ставит под сомнение одну из главных гипотез о том, как ранняя Вселенная вышла из темноты. Исследование демонстрирует, что мощные ветры, создаваемые взрывами звезд, могут препятствовать выходу ультрафиолетового света из галактик. Это противоречит ранее существовавшей теории и способно изменить представления о одном из важнейших преобразований в космической истории. Событие подтверждают данные, опубликованные в Nature Astronomy, и участие в работе международной группы астрономов, включая сотрудников Университета Мичигана. Источник: материалы о наблюдениях и выводах по квантообразующей перманентности ультрафиолетового излучения.

Учёные использовали данные ближних звёздообразующих галактик, чтобы выяснить, как лучи уходят за пределы галактики. Исследование опирается на спектры, которые показывают распределение света по длине волны и позволяют судить о газе вокруг звёзд и скорости его движения. Анализ совпал с тем, что галактики с более быстрыми ветрами удерживают меньшую долю ионизирующего излучения, что противоречит идее, что усиление ветра открывает путь для света в межгалактическое пространство. Источник: описание метода, спектров и связи скорости ветров с долей уходящего излучения.

«В конечном счёте, когда оно ионизировало большинство водорода в межгалактическом пространстве, наступил конец эпохи переонізації и мы видим Вселенную такой, какой она есть сегодня», — отметил Коди Карр из кафедры астрономии Университета Мичигана. Он возглавлял работу ещё во время учёбы в Чжэцзянском университете в Китае. «Мы называем переонізацию последней крупной фазовой трансформацией Вселенной».

По словам Карра и его коллег, пока ещё не ясно, какие именно источники излучения дали толчок переонізації и как достаточно света смогло выбраться из ранних галактик. Учёный подчёркивает, что вопрос остаётся открытым: «Мы знаем, что он имел место, но ответов на все вопросы пока нет».

Полученные результаты поддерживают альтернативную гипотезу: возможно, свет молодых звёзд может уходить из галактик до того, как звёзды взорвутся и сформируют мощные ветры. «Наши наблюдения показывают, что эти фотоны уходят прежде формирования галактических ветров», — сказал Карр. В то же время менее крупные ветры и активность вокруг молодых звёзд могут создавать щели в окружающей газовой среде, которые иногда способствуют выходу радиации, но до взрыва сверхновых. По словам старшего автора исследования и директора Центра астрофизических наук Джон Хопкинского университета Стефана МакКэндлиса, энергетика сверхновых «возмущает окружающую среду и увеличивает, а не уменьшает, покрытие нейтрального газа и пыли, подавляющего выход ионизирующего излучения».

Эти выводы подталкивают учёных к тому, чтобы уделять больше внимания ранним стадиям звездообразования и тем процессам вокруг молодых звёзд, которые могут открывать проходы для излучения раньше, чем наступят взрывы сверхновых. Также отмечается, что дальнейшие наблюдения за дополнительными галактиками помогут оценить распространённость аналогичных паттернов и значения ранних эффектов звёздного излучения для эволюции переонізації. Источник: выводы о значении ранних стадий звездообразования и необходимость расширения наблюдений.

Исследование объединяло почти 30 учёных из более чем дюжины институтов мира. В числе участников — Салли Ой, профессор астрономии Университета Мичигана. Проект получил поддержку со стороны Zhejiang University, Национального фонда естественных наук Китая, правительства Испании, Европейского регионального фонда и программы Horizon 2020. Часть финансирования обеспечили NASA и Национальный научный фонд США, а наблюдения за объектами проводились по грантам Space Telescope Science Institute. Источник: сведения об участии и финансировании проекта.