Ученые обнаружили сигнал, который позволяет идентифицировать самые первые галактики

Благодаря подробному изучению данных, группа астрономов обнаружила способ точно идентифицировать древние галактики. Дальнейший анализ сможет помочь раскрыть тайны первых лет существования Вселенной.

Ученые обнаружили сигнал, который позволяет идентифицировать самые первые галактики

Исследователи смогли сделать некоторые ключевые выводы о первых существующих галактиках в одном из первых астрофизических исследований космического рассвета, периода в ранней Вселенной, когда сформировались первые звезды и галактики. Используя данные индийского радиотелескопа SARAS3, команда под руководством Кембриджского университета смогла изучить очень раннюю Вселенную, всего через 200 миллионов лет после Большого взрыва, и установить ограничения на массу и выходную энергию первых звезд и галактик.

Вопреки интуиции, исследователи смогли наложить эти ограничения на самые ранние галактики, не обнаружив сигнала, который они искали, известного как 21-сантиметровая водородная линия. Это необнаружение позволило исследователям сделать другие выводы о космическом рассвете, наложив ограничения на первые галактики, что позволило им исключить сценарии, включая галактики, которые были неэффективными нагревателями космического газа и эффективными производителями радиоизлучения.

Хотя мы еще не можем напрямую наблюдать эти ранние галактики, результаты, опубликованные в журнале Nature Astronomy, представляют собой важный шаг в понимании того, как наша Вселенная превратилась из почти пустой в одну, полную звезд.

Понимание ранней Вселенной, когда сформировались первые звезды и галактики, является одной из основных целей новых обсерваторий. Результаты, полученные с использованием данных SARAS3, являются экспериментальным исследованием, открывающим путь к пониманию этого периода в развитии Вселенной.

Проект SKA, включающий два телескопа следующего поколения, которые должны быть завершены к концу десятилетия, вероятно, сможет сделать изображения ранней Вселенной, но для нынешних телескопов задача состоит в том, чтобы обнаружить космологический сигнал первых звезд.

Этот сигнал известен как 21-сантиметровая линия — радиосигнал, создаваемый атомами водорода в ранней Вселенной. В отличие от недавно запущенного JWST, который сможет непосредственно отображать отдельные галактики в ранней Вселенной, исследования 21-сантиметровой линии, проведенные с помощью радиотелескопов, таких как REACH под руководством Кембриджа, может рассказать нам о целых популяциях еще более ранних галактик. Первые результаты REACH ожидаются в начале 2023 года.

Чтобы обнаружить 21-сантиметровую линию, астрономы ищут радиосигнал, создаваемый атомами водорода в ранней Вселенной, на который воздействовал свет первых звезд и излучение, стоящее за водородным туманом. Ранее в этом году те же исследователи разработали метод, который, по их словам, позволит им видеть сквозь туман ранней Вселенной и обнаруживать свет от первых звезд. Некоторые из этих методов уже применялись на практике в текущем исследовании.

В 2018 году другая исследовательская группа, проводившая эксперимент EDGES, опубликовала результат, намекающий на возможное обнаружение этого самого раннего света. Сообщенный сигнал был необычно сильным по сравнению с тем, что ожидается в простейшей астрофизической картине ранней Вселенной. Недавно данные SARAS3 оспорили это обнаружение: результат EDGES все еще ожидает подтверждения независимыми наблюдениями.

При повторном анализе данных SARAS3 команда под руководством Кембриджа проверила множество астрофизических сценариев, которые потенциально могли бы объяснить результат EDGES, но не нашли соответствующего сигнала. Вместо этого команда смогла наложить некоторые ограничения на свойства первых звезд и галактик. Результаты анализа SARAS3 — это первый случай, когда радионаблюдения усредненной 21-сантиметровой линии смогли дать представление о свойствах первых галактик в виде пределов их основных физических свойств.

Работая с коллегами из Индии, Австралии и Израиля, команда из Кембриджа использовала данные эксперимента SARAS3 для поиска сигналов космического рассвета, когда формировались первые галактики. Используя методы статистического моделирования, исследователи не смогли найти сигнал в данных SARAS3.

Наблюдательное исследование, во многих отношениях первое в своем роде, исключает сценарии, в которых самые ранние галактики были более чем в тысячу раз ярче современных галактик в своем радиодиапазонном излучении и плохо нагревали газообразный водород.

Полученные данные также показывают то, на что уже намекали ранее, а именно то, что первые звезды и галактики могли внести ощутимый вклад в фоновое излучение, появившееся в результате Большого взрыва и с тех пор приближающееся к нам.

Читайте также

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

NASA готовит новый космический телескоп PRIMA — он увидит то, что недоступно James Webb

Самая легкая пара нейтронных звезд подтвердила теорию Эйнштейна

Самая легкая пара нейтронных звезд подтвердила теорию Эйнштейна

Спутник SMILE показал северное сияние целиком — даже на дневной стороне Земли

Спутник SMILE показал северное сияние целиком — даже на дневной стороне Земли

NASA готовит роботов для работы на будущих базах на Луне и Марсе

NASA готовит роботов для работы на будущих базах на Луне и Марсе

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

Perseverance отправился на «Дикий Запад» Марса — там находятся одни из древнейших пород планеты

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

На орбите Луны испытают будущий дата-центр для искусственного интеллекта

Астрономы впервые увидели, как две молодые планеты формируют систему вокруг своей звезды

Астрономы впервые увидели, как две молодые планеты формируют систему вокруг своей звезды

Астрономы нашли необычно «холодный» мир, покрытый океаном лавы

Астрономы нашли необычно «холодный» мир, покрытый океаном лавы

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Из лабораторий — на работу: 7 компаний, создающих человекоподобных роботов для реального мира

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Первый складной iPhone не стал революцией: с чем придется мириться владельцам iPhone Duo

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Почему роботы умеют делать сальто, но до сих пор не могут нормально сложить рубашку

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Электромобили с самым большим запасом хода в 2026 году: от Lucid Air до Mercedes-Benz EQS

Honor может выпустить необычный Wide Foldable в январе — с камерой на 200 Мп и батареей более 7000 мАч

Honor может выпустить необычный Wide Foldable в январе — с камерой на 200 Мп и батареей более 7000 мАч

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

Физики создали трехмерный свет и получили квантовые состояния, ранее доступные только в теории

vivo X Fold6 представят 6 октября — вместе с ним могут показать гарнитуру смешанной реальности

vivo X Fold6 представят 6 октября — вместе с ним могут показать гарнитуру смешанной реальности

ASUS закрыла опасные уязвимости роутеров — одна из них получила 9,4 балла из 10

ASUS закрыла опасные уязвимости роутеров — одна из них получила 9,4 балла из 10