Интенсивное излучение кислорода прояснило эволюцию самых ранних галактик

Линия излучения дважды ионизованного кислорода оказалась самой яркой деталью в спектре далеких карликовых галактик. Она предложена в качестве маркера звездообразования в молодой Вселенной. Доклад на эту тему ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе представили на 229-ой ежегодной конференции Американского астрономического общества.

Галактики в ранней Вселенной производили звезды намного быстрее, чем современные системы (например, Млечный Путь). В недавних исследованиях также было выяснено, что такие объекты непохожи на просто увеличенные в масштабе современные области звездообразования. В новом исследовании американские астрономы нашли поразительно большое количество галактик, в излучении которых доминирует линия дважды ионизованного кислорода. «Обнаружение галактик, настолько ярких в определенном диапазоне длин волн, существенно изменит и улучшит метод изучения формирования таких объектов на протяжении существования Вселенной», — говорит ведущий автор Мэтью Малкан.

Области звездообразования в Млечном Пути окрашены в розоватый цвет, причиной которого является ионизованный водород. Молодые звезды испускают ультрафиолет, который облучает и нагревает этот газ, а также заставляет его атомы терять электроны. Этот процесс называется фотоионизацией. Однако в ранней Вселенной цвет таких областей определялся атомами кислорода, лишенными двух электронов. Для получения подобных ионов нужны весьма высокоэнергетические фотоны. По-видимому, источником такого света являются очень горячие звезды с температурой поверхности 50 000 градусов Цельсия и выше. Излучение дважды ионизованного кислорода приходится на зеленую область электромагнитного спектра (длина волны около 500 нанометров). Однако из-за расширения Вселенной свет от ранних объектов испытывает красное смещение. Исследованные галактики находятся на красном смещении z=3, поэтому соответствующая линия излучения оказывается в инфракрасной области.

Полученные с помощью японского телескопа Subaru снимки показали, что все маленькие галактики являются на удивление сильными источниками в области этой линии кислорода. Будущие космические телескопы, такие как James Webb Telescope, создаваемый NASA, и EUCLID от Европейского космического агентства, помогут исследовать галактики, наблюдаемые спустя всего несколько сот миллионов лет после Большого взрыва.