Астрофизики объяснили активность звездообразования в молодой Вселенной

Модернизированный радиотелескоп Giant Metrewave (GMRT) позволил рассчитать содержание атомарного водорода в галактиках на расстоянии 8 млрд световых лет. Это помогло объяснить, почему звезды в молодой Вселенной формировались с повышенной скоростью, сообщили авторы работы в журнале Nature.

Галактики состоят в основном из газа и звезд, причем газ постепенно становится частью звезд, эволюция которых тоже подчиняется своим законам (часто попадая под правила так называемой главной последовательности). Понимание физики космоса требует подробного описания процесса этого перехода. Когда Вселенная была молодой, образование звезд в галактиках шло гораздо активнее, чем сейчас. Причина этого явления оставалось неизвестной без данных о количестве газообразного атомарного водорода (основного материала для звездообразования) в ранние времена существования Вселенной. Поскольку скорость света ограничена, мы видим далекие объекты с огромной задержкой (более молодыми), что и позволяет получать информацию о прошлом. Но чем больше расстояние, тем сложнее добыть данные: мешает не только ограниченная мощность приборов, но и эффект красного смещения. Астрофизики из Индии нашли выход из ситуации, усовершенствовав радиотелескоп Giant Metrewave (GMRT).

Этот телескоп позволяет искать спектральные линии атомарного водорода. В отличие от звезд, которые излучают свет в видимом диапазоне, спектр водорода лежит в области радиоволн и может быть обнаружен радиотелескопом. Сигналы от атомарного водорода измеряют в 21-сантиметровом диапазоне. Ранее это удавалось сделать только с красным смещением не больше 0,4 (для самых далеких подтвержденных галактик оно достигает 11). При этом активнее всего новые звезды формируются в галактиках со значением красного смещения от 1 до 3. Сигнал водорода очень слабый, и его трудно детектировать даже с помощью очень мощного оборудования. Чтобы решить эту проблему, астрофизики наложили слабые сигналы атомарного водорода, полученные GMRT от 7653 голубых галактик со значением красного смещения 0,74−1,45.

По их расчетам, соотношение средней массы атомарного водорода и звезд составило 1,03 — то есть водорода было не меньше, а то и больше. Результат был очень необычным: для близких к нам галактик, свет от которых достигает нас быстрее (а значит, мы видим их с меньшей задержкой и более «взрослыми»), атомарный водород составляет примерно 40% общей массы звезд.

«Звездообразование в молодых галактиках очень интенсивно, и атомарный газ активно расходуется на него всего один или два миллиарда лет. Поэтому его количество уменьшается, что приводит к постепенному снижению активности и замедлению образования звезд», — рассказал ведущий автор исследования Адитья Чоудхури, сотрудник Национального центра радио-астрофизики Тата. Таким образом, скоплений атомарного газа в более близких нам галактиках со значением красного смещения меньше единицы недостаточно, чтобы поддерживать высокую скорость формирования новых звезд.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.