8.4K
При удачном стечении обстоятельств космический телескоп NASA «James Webb» сможет уловить свет первых звезд во Вселенной и обнаружить древнейшие черные дыры, говорится в исследовании, представленном в журнале Astrophysical Journal.
«Обнаружение первых звезд и черных дыр является важной целью для астрономов. Эти объекты расскажут нам о реальных свойствах самой ранней Вселенной, о том, что пока мы можем лишь моделировать на наших компьютерах», – рассказывает Роджер Виндхорст, ведущий автор исследования из Аризонского университета (США).
Самые первые звезды во Вселенной начали появляться спустя 200-400 миллионов лет после Большого Взрыва. Наблюдение этих объектов на столь огромных расстояниях находится за пределами возможностей любого современного телескопа. Однако новая работа предполагает, что при определенных условиях преемник космического телескопа «Hubble» сможет захватить свет от одиночных звезд, родившихся в эту эпоху.
«Мы хотим раскрыть секреты ранней Вселенной, например, сколько тяжелых химических элементов в своих недрах производили первые звезды, и как это повлияло на их последователей?» – добавил Фрэнк Тиммс, соавтор исследования из Аризонского университета.
Ключом к успеху является гравитационное линзирование, при котором свет далеких звезд будет усилен в несколько раз промежуточным скоплением галактик. Но типичная природная линза может «увеличить» объект всего в 10-20 раз, что недостаточно для того, чтобы звезда первого поколения была поймана телескопом «James Webb». И здесь приходится полагаться на удачу: если удаленный объект и галактический кластер выстроятся правильно, свет звезды может быть усилен в 10 000 раз и более, достигнув уровня обнаружения.
Шансы на такое точное выравнивание крайне малы, но не равны нулю. Недавно астрономы сообщили об обнаружении с помощью «Hubble» звезды, удаленной от Земли на 9 миллиардов световых лет, свет от которой был увеличен в 2000 раз благодаря удачному расположению и движению промежуточного скопления. Но несмотря на то, что она является самым отдаленным от нас одиночным светилом, которое когда-либо наблюдали телескопы, цели «James Webb» лежат намного дальше.
В дополнение к первым звездам астрономы оценили возможность увидеть светящиеся аккреционные диски, окружающие древнейшие черные дыры.
Чем дольше объект излучает, тем больше шансов на то, что он попадет в удачное для тысячекратного увеличения место позади гравитационной линзы. Ожидается, что звезды первого поколения были невероятно массивными и, следовательно, недолговечными, прожив всего несколько миллионов лет, прежде чем взорваться сверхновыми. С другой стороны, черные дыры, поглощающие компаньонов, могли светиться в 10 раз дольше, питаясь постоянным потоком газа. В результате исследователи считают, что «James Webb» обнаружит больше первичных черных дыр, чем ранних звезд.