12.8K
Используя космический телескоп «Hubble», астрономы исследовали 37 галактик в скоплении, свет от которого путешествовал к Земле 10,4 миллиарда лет. Оказалось, что звезды в некоторых из них начали формироваться, когда Вселенной было всего 370 миллионов лет, то есть они являются одними из первых, осветивших космос. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Nature.
«Вскоре после Большого взрыва Вселенная представляла собой совершенно темное место, не было ни звезд, ни галактик, освещающих ее сегодня. В те времена она состояла из первичного «супа» из нейтрального водорода, атомов гелия и невидимой темной материи. Но в какой-то момент этой эпохи, известной как «темные века» и продолжающейся несколько сотен миллионов лет, начали зарождаться первые светила», – рассказывают авторы исследования.
К сожалению, наблюдения этого периода истории Вселенной сложны, так как галактики темных веков исключительно тусклые, однако с помощью острого зрения «Hubble» астрономам все же удалось приблизиться к теоретической временной границе появления первых светил, измерив возраст звезд в одном из самых отдаленных из известных скоплений галактик.
Скопление представляет собой группу сотен или даже тысяч гравитационно-связанных галактик, которые вращаются вокруг друг друга со скоростями до тысячи километров в секунду. Их разлету препятствует взаимное притяжение и темная материя, а суммарная масса всех компонентов такой системы может достигать ста триллионов солнечных. Астрономы используют эти кластеры в качестве природных лабораторий для многих экспериментов в астрофизике, таких как измерение состава Вселенной, тестирование теорий гравитации и моделей образования галактик.
«Мы использовали одно из самых удаленных от нас скоплений, доступных для наших инструментов, как окно в эпоху, когда первые массивные галактики начали формировать звезды. Хотя более близкие к нам кластеры наблюдать легче, трудно выявить различия между галактиками возрастом 7 и 13 миллиардов лет. Следовательно, учитывая конечную скорость света, чтобы получить точную временную отметку начала формирования звезд в галактиках, проживающих в первых скоплениях, нужно смотреть на самые далекие из них», – пояснили авторы исследования.
Скопление галактик, являющееся целью исследования, получило обозначение XLSSC 122. Астрономы идентифицировали в нем несколько галактик, которые имеют похожий красный цвет и, следовательно, относятся к одной временной эпохе, так как молодые звезды – синие, а старые – красные. Сравнив их цвет с моделями, ученые подсчитали, что светила в них начали появляться, когда Вселенной было всего 370 миллионов лет.
Одним из особенно интригующих моментов открытия является одинаковый возраст 19 галактик в XLSSC 122, а, учитывая, что изначально они были сами по себе, остается загадкой, почему все галактики начали формировать звезды примерно в одно и тоже время. Было ли это следствием влияния окружения, или вспышка звездообразования в одной из них каким-то образом запустила цепную реакцию, спровоцировав рождение светил в соседних газовых облаках? Пока у астрономов нет ответа на этот вопрос, однако точно ясно, что подобные далекие скопления наполнены древнейшими галактиками во Вселенной.