Ранняя Вселенная изобиловала вспыхивающими галактиками
Группа исследователей из Университета Гронингена изучила данные о 20 000 особенно древних галактик, возраст которых составляет от 11 до 13 миллиардов лет. Результаты анализа показывают, что ранняя Вселенная была на 60-90 процентов богата галактиками со вспышками звездообразования, что намного больше, чем предсказывали предыдущие исследования.
Группа исследователей под руководством аспиранта Пьерлуиджи Ринальди из Гронингенского университета изучила данные более 20 000 галактик возрастом от 11 до 13 миллиардов лет. То есть они относятся к ранней Вселенной. Данные, собранные космическими телескопами Хаббл и Спитцер и прибором MUSE на Очень большом телескопе (VLT), показали, что от 60% до 90% Вселенной в первый миллиард лет после Большого взрыва состояло из галактик со вспышками звездообразования. Их будет намного больше, чем предполагалось изначально.
Галактики, характеризующиеся резким увеличением рождения новых звезд, называются "звездообразованиями": они производят гораздо больше звезд, чем обычно, за относительно короткий промежуток времени.
Такое явление может длиться от 10 до 100 миллионов лет. Галактики часто живут миллиарды лет, поэтому они могут переживать звездные вспышки несколько раз. Для их возникновения необходим внезапный приток газа, иначе материал, необходимый для создания новых звезд, будет исчерпан очень быстро. Это может произойти, например, когда две галактики приближаются друг к другу и обмениваются веществом.
Вселенная наполняется новыми звездами
Анализ, проведенный Ринальди и его коллегами, показывает, что в первые миллиарды лет после Большого взрыва от 20 до 40% всех галактик, образовавших звезды, были галактиками со вспышками звездообразования. Эти галактики вызвали от 60 до 90% увеличения числа звезд в раннем космосе. Для сравнения, Вселенная сегодня намного спокойнее: только около 10 процентов новых звезд рождаются в галактиках со вспышками звездообразования.
На следующем графике показан бюджет скорости звездообразования, то есть взвешенный бюджет скорости звездообразования для галактик со вспышками звездообразования и галактик без звездообразования, называемых просто главной последовательностью (например, звезд в самый длительный период их жизни).
Первые три круговые диаграммы, в основном красного цвета, показывают, что в первый миллиард лет после Большого взрыва около 60-90% новых звезд были созданы вспыхнувшими галактиками. На четвертой гистограмме, соответствующей сегодняшнему дню, Вселенная в основном характеризуется галактиками главной последовательности.
Анализ также показывает, что вспышки звездообразования происходят гораздо чаще в меньших галактиках, чем в более крупных. Результаты свидетельствуют о том, что многие малые галактики наблюдались телескопами как раз в момент их формирования и на стадии звездообразования. В связи с этим Ринальди сказал:
В некотором смысле это можно сравнить с "скачком роста" у людей. Что еще сильнее проявляется в детстве. Результаты оказались неожиданными: до недавнего времени галактики со вспышками звезд считались необычными и имели второстепенное значение в формировании и росте галактик. Этого не предвидели даже самые последние и самые сложные модели формирования галактик. "Кажется вероятным, что физические процессы происходят в слишком малых масштабах, чтобы модели могли их объяснить".
Исследование происхождения и эволюции первых галактик
Карина Капути из Гронингенского университета, научный руководитель Ринальди, добавляет: "Это определенно дает нам повод задуматься над этими моделями. И это хороший знак". В будущем Капути хочет исследовать происхождение и эволюцию первых галактик. Открытие того, что большинство из них характеризовались вспышками звездообразования, дает новый ключ к пониманию того, как Вселенная росла в первые миллиарды лет своей жизни.
Для такого поиска космический телескоп Джеймса Уэбба окажет большую помощь, когда направит свои зеркала на очень далекие галактики. И, скорее всего, еще не разглядели во всех подробностях.
С исследованием Ринальди и коллег можно ознакомиться .