Раскрыта тайна рождения первых звезд

Наблюдения за необычной галактикой, ставшей похожей на гигантскую «змею» в результате ее искривления гравитационной линзой, помогли астрономам узнать, как формировались одни из первых звезд в юной Вселенной.

Об этом сообщает Nature Astronomy.

«Мы давно предполагали, что гигантские скопления газа длиной в тысячи световых лет, где рождались первые звезды Вселенной, на самом деле состояли из множества мелких и не связанных между собой «звездных яслей». Нам невероятно повезло, что мы смогли подтвердить эти предположения при помощи снимков, полученных благодаря «космической змее», — рассказывает Валентина Тамбурелло из университета Цюриха (Швейцария).

Считается, что любое скопление материи большой массы, в том числе и темной, взаимодействует со светом и заставляет его лучи искривляться, как это делают обычные оптические линзы. Такой эффект ученые называют гравитационным линзированием. В некоторых случаях искривление пространства помогает астрономам увидеть сверхдалекие объекты — первые галактики Вселенной и их ядра-квазары — которые были бы недоступны для наблюдения с Земли без гравитационного «увеличения».

Если два квазара, галактики или других объекта расположены друг за другом для наблюдателей на Земле, возникает интересная вещь — свет более далекого объекта расщепится при прохождении через гравитационную линзу первого. Из-за этого мы увидим не два, а пять ярких точек, четыре из которых будут световыми «копиями» более далекого объекта.

Подобная структура часто называется «Эйнштейновским крестом» из-за того, что ее существование предсказывается теорией относительности.

Что самое важное, эта же теория говорит, что каждая копия объекта будет представлять собой «фотографию» квазара, галактики или сверхновой в разные периоды их жизни из-за того, что их свет тратил разное количество времени на выход из гравитационной линзы.

Подобные галактики состоят из нескольких гигантских «звездных яслей» шириной в тысячи световых лет и массой в миллиарды Солнц, внутри которых формируются причудливые гигантские звезды, почти полностью состоящие из чистого водорода. Ни подобные скопления газа, ни такие светила не существуют сегодня в принципе, что заставило многих космологов считать, что в ранней Вселенной могли господствовать совсем другие условия, чем сейчас.

Как показали наблюдения за «копиями» увеличенной галактики, на самом деле это не совсем так — гигантские облака газа, найденные «Хабблом», на самом деле представляют собой десятки крупных «звездных яслей» длиной в 60-90 световых лет, расположенных близко друг к другу. Их масса гораздо скромнее — они тяжелее Солнца лишь в десятки миллионов, а не в миллиарды раз.

Как признают исследователи, это также трудно объяснить при помощи современных теорий эволюции галактик, но они тоже могут быть разделены на множество мелких объектов, которые мы пока не видим. С другой стороны, это никак не объясняет того, почему внутри этих скоплений наблюдается запредельно высокая плотность и скорость формирования звезд.