Галактики были другими в ранней Вселенной, находит исследование

Группа из 350 радиотелескопов в пустыне Кару в Южной Африке приближается к обнаружению «космического рассвета», эпохи после Большого взрыва, когда впервые вспыхнули звезды и начали расцветать галактики.

В статье, опубликованной в The Astrophysical Journal, группа сообщает, что водородная эпоха реионизационной решетки, или HERA, удвоила чувствительность решетки, которая уже была самым чувствительным радиотелескопом в мире, посвященным изучению этого уникального периода в история вселенной.

Сотрудничество HERA возглавляют ученые из Калифорнийского университета в Беркли, и в него входят другие ученые из Северной Америки, Европы и Южной Африки.

Строительство массива частично финансируется Национальным научным фондом США.

Хотя исследователям еще предстоит обнаружить радиоизлучение конца космических темных веков, их результаты дают ключ к пониманию состава звезд и галактик в ранней Вселенной.

Данные показывают, что самые ранние звезды, которые могли образоваться примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва, содержали мало других элементов, кроме водорода и гелия.

Это отличается от состава современных звезд, которые содержат множество так называемых металлов — астрономический термин для элементов от лития до урана, которые тяжелее гелия.

Это открытие согласуется с существующей моделью того, как звезды и звездные взрывы произвели большинство других элементов.

«Это движение к потенциально революционной технике в космологии», — сказал Джошуа Диллон, ученый из Калифорнийского университета в Беркли и ведущий автор статьи.

HERA стремится обнаружить излучение нейтрального водорода, заполнявшего пространство между ранними звездами и галактиками, и определить, когда этот водород стал ионизированным и перестал излучать или поглощать радиоволны.

Когда радиотарелки будут полностью подключены к сети и откалиброваны, вероятно, этой осенью, команда надеется построить трехмерную карту пузырьков ионизированного и нейтрального водорода по мере их эволюции примерно от 200 миллионов до 1 миллиарда лет после Большого взрыва. Карта могла бы рассказать нам, чем ранние звезды и галактики отличались от сегодняшних, и как Вселенная в целом выглядела в юности.

Тот факт, что команда HERA еще не обнаружила эти пузырьки ионизированного водорода в холодном водороде темных веков космоса, опровергает некоторые теории эволюции звезд в ранней Вселенной.

«Ранние галактики должны были отличаться от галактик, которые мы наблюдаем сегодня, чтобы мы не увидели сигнал», — сказал Аарон Парсонс, главный исследователь HERA и астроном Калифорнийского университета в Беркли.

«В частности, должны были измениться их рентгеновские характеристики. В противном случае мы бы обнаружили искомый сигнал».