Перші зорі в нашому всесвіті виникли через 180 мільйонів років після Великого Вибуху, тобто появи самого Всесвіту. Це встановила група науковців на чолі з Джаддом Боуманом (Judd Bowman) з Університету штату Аризона (США) після 12-річних спостережень і реєстрації космічного радіовипромінювання. Результати науковців оприлюднив журнал Nature.
Оновлена хронологія Всесвіту, яка показує коли з’явилися перші зорі. Вона відображає недавнє відкриття згідно з яким перші зорі виникли через 180 мільйонів років після Великого Вибуху. Фото з сайту www.sciencedaily.com.
Давним-давно, близько 400 000 років після початку (Великий Вибух) Всесвіту, він був темним. Не було зір чи галактик ― його заповнював газ, головно нейтральний водень. Упродовж наступних 50—100 мільйонів років гравітація повільно «збирала» газ в окремі згустки, доки врешті-решт в найбільших з них не почали утворюватися перші зорі. Якими були ці перші зорі, як і коли вони формувалися? Як вони вплинули на решту Всесвіту? Ці питання давно цікавлять астрономів. Тепер науковцям вдалося виявити «відбитки пальців» найперших зір у Всесвіті.
«То був великий технічний виклик зробити це відкриття, оскільки джерела шуму можуть бути в тисячі разів сильніші, ніж сигнал — це наче бути в середині урагану й намагатися почути змах крил колібрі», — сказав Пітер Курчинський (Peter Kurczynski), керівник програми Національного наукового фонду, який підтримав дослідження. «Ці науковці з невеликою радіоантеною в пустелі бачили далі, ніж найпотужніші космічні телескопи, відкривши нове вікно в ранній Всесвіті».
Щоб знайти «відбитки пальців» перших зір, команда Боумана використовувала радіоспектрометр, встановлений в радіоастрономічній обсерваторії Мерчисон (Murchison Radio-Astronomy Observatory, MRO) у Західній Австралії. Виконуючи «Експеримент з пошуку ознак глобальної епохи реіонізації» (Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature, EDGES), науковці вимірювали середній радіоспектр всіх астрономічних джерел на більшій частині південної півкулі неба й шукали невеликі варіації (зміни) енергії як функцію довжини хвилі (або частоти).
Наземний радіоспектрометр EDGES, встановлений в радіоастрономічній обсерваторії Мерчисон в Західній Австралії. Фото з сайту обсерваторії.
Сигнали, виявлені радіоспектрометром, отримані від первинного газоподібного водню, який заповнював молодий Всесвіт. Вони несуть багато інформації, що відкриває нове вікно для вивчення процесів формування і розвитку як перших зір, так і чорних дір та галактик, які виникли пізніше.
«Навряд чи ми зможемо побачити ще ранішу історію зір за нашого життя», ― сказав Боуман. «Цей проект показує, що перспективна нова техніка працює і з її допомогою прокладено шлях на десятиліття для нових астрофізичних відкриттів».
Результати нового дослідження підтверджують загальні теоретичні уявлення про час формування перших зір і їхні основні властивості.
«У цей період (приблизно через 180 млн років після Великого Вибуху — Ред.) відбувається те, що випромінювання найперших зір дозволяє бачити водень», — сказав співавтор дослідження Алан Роджерс (Alan Rogers) з обсерваторії Гайстек Массачусетського технологічного інституту. «Річ в тім, що водень поглинає мікрохвильове фонове випромінювання, інтенсивність якого падає. Таке зменшення інтенсивності можна бачити на радіочастотах. Це перший фактичний сигнал про те, що почався процес формування зір і найперші з них впливають на середовище навколо себе».
Дослідження показало, що газ у Всесвіті був, напевно, набагато холоднішим, ніж очікувалося (менше половини очікуваної температури). Це вказує на те, що теоретичні моделі астрофізиків не враховують чогось важливого. Можливо, це перше свідчення нестандартної фізики: зокрема того, що баріони (нормальна речовина), імовірно, взаємодіяли з темною матерією і повільно втратили енергію. Таку ідею першим висловив Реннан Баркана (Rennan Barkana) з Тель-Авівського університету.
«Якщо ідея Баркани правильна, ― підкреслив Боумен, ― тоді ми дізналися щось нове і фундаментальне щодо загадкової темної матерії, яка становить 85 відсотків речовини у Всесвіті, зробивши перший погляд на фізику за межами стандартної моделі».
Наступні кроки в цьому напрямку досліджень — це ще один інструмент та наукова група, яка підтвердить (чи спростує ― Ред.) отримані результати. «Ми працювали дуже багато протягом останніх двох років, щоб перевірити своє відкриття, — сказав Боумен, ― «але наявність іншої групи науковців, які його підтвердять незалежно, є обов’язковою складовою наукового процесу».
За інф. з сайту www.sciencedaily.com
