Астрономы нашли источник света, который сделал Вселенную прозрачной

Космический телескоп «Хаббл» обнаружил в далекой галактике MXDFz4.4 аномально плотное скопление горячих массивных звезд. Этот объект существовал всего через 1,4 млрд лет после Большого взрыва, и его изучение помогло ученым разгадать одну из главных космологических загадок — как именно завершилась Эпоха реионизации и Вселенная стала прозрачной.

В первые сотни миллионов лет после зарождения Вселенной пространство было заполнено плотным слоем нейтрального водорода. Этот «космический туман» эффективно поглощал ультрафиолетовое излучение, делая пространство непроницаемым для света. Долгое время астрофизики спорили, что именно послужило катализатором процесса реионизации: излучение сверхмассивных черных дыр или энергия первых поколений звезд.

Данные, полученные с помощью «Хаббла», подтверждают гипотезу о ведущей роли звезд. Телескоп зафиксировал мощный поток ионизирующего ультрафиолетового излучения, исходящий от компактного звездного кластера в галактике MXDFz4.4.

Первоначально объект был обнаружен с помощью спектрографа MUSE на Очень Большом Телескопе (VLT) в Чили. Индекс z4.4 указывает на красное смещение 4,4, что означает, что исследователи наблюдают состояние галактики таким, каким оно было 12,4 млрд лет назад.

За миллиарды лет путешествия сквозь расширяющееся пространство ультрафиолетовый свет растянулся и сместился в видимый диапазон, что и позволило «Хабблу» зарегистрировать излучение. Это первый случай в истории наблюдений, когда астрономам удалось напрямую зафиксировать ионизирующие фотоны от столь древнего объекта.

Несмотря на то что MXDFz4.4 в 100 раз меньше Млечного Пути, темпы звездообразования в ней выше в десять раз. Практически вся энергия концентрируется в одном сверхплотном кластере. Сопоставление данных «Хаббла» и телескопа «Джеймс Уэбб» показало, что звезды в этом скоплении формировались сериями интенсивных вспышек. Каждая такая фаза создавала новые поколения светил, чье излучение постепенно пробивало отверстия в водородном «тумане».

Дополнительную роль в этом процессе сыграли взрывы сверхновых. Массивные звезды живут недолго, и их гибель сопровождается мощными выбросами энергии, которые формировали полости в межзвездной среде. Эти «окна» позволяли ультрафиолетовому излучению беспрепятственно покидать пределы галактики. Вероятно, подобные процессы происходили повсеместно, постепенно очищая космос от первородного водорода.

В будущем поиск аналогичных объектов поможет восстановить детальную хронику того, как Вселенная открылась для света. Напомним, что в перспективе изучения подобных явлений важную роль должен сыграть российский телескоп «Спектр-УФ», запуск которого на ракете «Ангара-А5М» запланирован на 24 октября 2031 года.