Используя новейший инструмент Хаббла, Спектрограф Космического Происхождения (COS), исследователи укрепили наше понимание реионизации гелия в ранней Вселенной, уточнив временные рамки от 11,7 до 11,3 миллиардов лет назад, когда Вселенная оторвала электроны от первобытного. атомы гелия. Ученые Хаббла говорят, что это было эквивалентно глобальному потеплению, за исключением того, что в то время во всей ранней вселенной разразилась волна тепла, сдерживавшая рост малых галактик в течение почти 500 миллионов лет.
Вселенная прошла начальную волну тепла более 13 миллиардов лет назад, когда энергия ранних массивных звезд ионизировала холодный межзвездный водород от Большого взрыва. Эту эпоху на самом деле называют реионизацией, потому что ядра водорода изначально находились в ионизированном состоянии вскоре после возникновения Вселенной.
Потребовалось еще 2 миллиарда лет, прежде чем Вселенная произвела источники ультрафиолетового излучения с достаточной энергией для повторного ионизации гелия, образовавшегося в результате Большого взрыва, который нагревал межгалактический газ и препятствовал гравитационному коллапсу с образованием новых поколений звезд в некоторых небольших галактиках. Галактики с самой низкой массой даже не смогли удержать свой газ, и он улетел обратно в межгалактическое пространство.
Это излучение исходило не от звезд, а от квазаров, блестящих ядер активных галактик. Фактически, эпоха, когда гелий переионизировался, соответствует переходному периоду в истории вселенной, когда квазаров было больше всего.
Майкл Шулл из Университета Колорадо и его команда смогли найти контрольные линии спектрального поглощения гелия в ультрафиолетовом свете от квазара. Маяк квазар сияет светом сквозь облака невидимого газа, подобно свету фар сквозь туман. Пучок позволяет исследовать образец ядра газовых облаков, рассеянных между галактиками в ранней Вселенной.
Это было хриплое время. Галактики часто сталкивались, и это поглощало сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик падающим газом. Черные дыры яростно преобразуют часть гравитационной энергии этой массы в мощное ультрафиолетовое излучение, которое вспыхнет из галактик. Это нагревало межгалактический гелий с 18 000 градусов по Фаренгейту до почти 40000 градусов. После того, как гелий был повторно ионизирован во Вселенной, межгалактический газ снова остыл, и карликовые галактики смогли возобновить нормальную сборку.
«Я полагаю, что могло бы образоваться еще несколько карликовых галактик, если бы не происходила реионизация гелия», - сказал Шулл.
Пока у Шалла и его команды есть только одна линия взгляда, чтобы измерить переход гелия, но научная команда COS планирует использовать Хаббла, чтобы посмотреть в других направлениях, чтобы увидеть, происходила ли реионизация гелия равномерно по всей вселенной.
Результаты научной группы будут опубликованы в выпуске Astrophysical Journal от 20 октября.
Источник: HubbleSite
