По ожиданиям, газ в ранней Вселенной должен был быть очень холодным, однако наблюдения показали, что он уже был слегка нагрет. Команда астрономов из Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) обнаружила, что газ во Вселенной был теплым задолго до появления первых звезд и галактик.
Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.
Ученые изучали так называемую Эпоху Реонизации – период примерно через миллиард лет после Большого взрыва, когда газ между галактиками перестал быть непрозрачным, и свет первых звезд и галактик смог распространяться по Вселенной. До сих пор это явление оставалось в основном теоретическим: прямых наблюдений ранней Вселенной радиотелескопами почти не существовало.
Для исследования использовался радиотелескоп «Murchison Widefield Array», расположенный в Западной Австралии на территории Ваджарри-Ямаджи. Ученым пришлось тщательно отфильтровать «фоновые» сигналы – излучение ближайших звезд и галактик, помехи атмосферы Земли и даже собственные шумы телескопа – чтобы выделить крайне слабый сигнал из Эпохи Реонизации.
«Объединив данные наблюдений за десять лет, мы смогли получить чистый сигнал и оценить температуру межгалактического газа примерно через 800 миллионов лет после Большого взрыва», – пояснили авторы исследования.
По ожиданиям, газ в ранней Вселенной должен был быть очень холодным, однако наблюдения показали, что он уже был слегка нагрет. Это исключает теорию «холодного старта» Эпохи Реонизации и указывает на то, что предварительное нагревание могло происходить за счет рентгеновского излучения от первых черных дыр и остатков массивных звезд.
«Наши измерения показывают, что газ был как минимум немного нагрет. Это подтверждает, что полностью холодная реонизация невозможна», – отметили авторы исследования.
Полученные результаты помогают понять, как первые источники энергии повлияли на физическое состояние ранней Вселенной и подготовили ее к появлению света первых звезд. Опыт обработки данных и методы выделения слабых сигналов также станут важным шагом для будущих наблюдений Эпохи Реонизации. Ученые уверены, что сигнал скрыт в данных, и его удастся извлечь с помощью еще более точных и объемных наблюдений.
На главном фото: художественное представление далекого газового облака, содержащего различные химические элементы, выброшенные при взрыве первых звезд во Вселенной. Credit: ESO/L. Calçada, M. Kornmesser
Источник: in-space.ru