13K
Какими были эти первые звезды, как и когда они формировались? Как они повлияли на остальную Вселенную? Это вопросы, над которыми астрономы и астрофизики размышляют на протяжении многих лет.
Считается, что давным-давно, около 400 000 лет после Большого взрыва, Вселенная была темной. Не было ни звезд, ни галактик, и космос был заполнен нейтральным газообразным водородом. Затем в течение следующих 50-100 миллионов лет гравитация медленно собирала плотные облака газа, которые, в конечном счете, начали коллапсировать и образовывать звезды. Но теперь, похоже, историю придется переписать.
В новом исследовании, представленном в журнале Nature, международная команда ученых сообщает об обнаружении сигналов от звезд, которые родились спустя всего 180 миллионов лет после Большого взрыва.
«Открытие, к которому мы шли 12 лет, стало большим техническим прорывом. Небольшая радиоантенна в пустыне увидела дальше, чем самые мощные космические телескопы, открыв нам новое окно в раннюю Вселенную. В исследовании нам пришлось отделять шум от истинного сигнала, который в некоторых случаях был в тысячу раз слабее помех. Это похоже на попытки услышать звук от взмаха крыльев колибри в центре урагана», – рассказывает Питер Курчинский, сотрудник Национального научного фонда (США), принимавший участие в исследовании.
Предполагается, что первые звезды были массивными и очень быстро умирали. Несмотря на то, что они излучали много ультрафиолетового света, они слишком слабы для текущих телескопов, таких как «Hubble». Но астрономы предположили, что на этих первенцев могут косвенно указывать провалы в космическом фоновом излучении – послесвечение Большого взрыва, произошедшего 13,8 миллиарда лет назад. Эти провалы создают четкий радиосигнал, связанный с поглощением газообразным водородом фонового излучения.
Чтобы найти подписи первых звезд во Вселенной команда исследователей использовала наземный радиоспектрометр, расположенный в Мерчисонской радиоастрономической обсерватории в Западной Австралии. После года калибровки детектора исследователи нашли то, что искали. Они засекли сигнал с частотой 78 МГц, которая, по мнению теоретиков, лежит в диапазоне, связанным со звездообразованием спустя 180 миллионов лет после рождения Вселенной.
Неожиданные результаты
Результаты проведенного эксперимента подтверждают теоретические предположения, описывающие время рождения первых звезд и их основные свойства, однако ставят новые вопросы.
Исследование показало, что газ во Вселенной был намного холоднее, чем ожидалось – около -270 градусов Цельсия. Это говорит о том, что либо астрофизики упускают из виду что-то существенное, либо это может быть первым доказательством нестандартной физики, в частности взаимодействия барионов (нормальная материя) с темной материей в юной Вселенной.
«Возможно мы узнали что-то новое и фундаментальное в отношении таинственной темной материи, которая составляет 85 процентов всей материи во Вселенной, и получили первый взгляд на физику за пределами стандартной модели», – заключил Джадд Боуман, ведущий автор исследования из Государственного университета Аризоны (США).