Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 22.11.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Каким светом была освещена ранняя Вселенная?

Каким светом была освещена ранняя Вселенная?
shortstoryf

Новое исследование, проведенное в Университетском колледже Лондона (UCL), показывает, что уже в самое ближайшее время ученые смогут раскрыть происхождение ультрафиолетового света, который буквально окутывает космическое пространство. Предполагается, что эта информация поможет человечеству понять, как создавались первые галактики. Это исследование опубликовано в последнем выпуске The Astrophysical Journal Letters за авторством космологов UCL Эндрю Понтцена и Хираньи Пейрис в сотрудничестве с сотрудниками университетов в Принстоне и Барселоне.

«Что производит больше свечения, самые большие города страны или ее множество крошечных городков? Большие города более яркие, но небольшие поселения многочисленны. Понимание вот этого баланса распределения света можно много рассказать об организации жизни в самой стране. Таким же образом мы изучаем Вселенную и пытаемся ответить на вопрос: ультрафиолетовое излучение приходит к нам из многочисленных, но слабых галактик, или из меньшего числа ярких квазаров?», — Эндрю Понтцен.

Квазары на сегодняшний день являются самыми яркими объектами во Вселенной. Их интенсивное излучение образуется газом, который падает в черную дыру. Обычные галактики могут содержать миллионы или даже миллиарды звезд, но все они в сравнении с квазарами будут тусклыми. Как раз понимание того, могут ли многочисленные обычные галактики затмить собой излучение одного яркого квазара, обеспечит получение знаний о том, как ранняя Вселенная смогла создать то население звезд и планеты, которое мы видим в настоящее время. Это также поможет ученым должным образом калибровать свои измерения темной материи, которая, как они думают, ответственна за ускоренное расширение Вселенной и может определить ее далекое будущее.

Новый метод, предложенный командой, основывается на технике, уже употреблявшейся в астрономии, в которых квазары используются как маркеры и стандартные «свечи», чтобы оценить окружающее их пространство. Интенсивный свет от квазаров позволят легко определять их даже на чрезвычайно больших расстояниях, вплоть до 95% всего расстояния сквозь видимую часть Вселенной. Ученые считают, что изучение того, как этот свет взаимодействует с водородным газом по мере своего движения к Земле, поможет узнать источники освещения во Вселенной, даже если они не являются квазарами.

Симуляция Вселенной

Компьютерная модель показывает один из вариантов того, как свет был распределен в ранней Вселенной на больших масштабах (более чем 50 миллионов световых лет). Источник: Andrew Pontzen/Fabio Governato)

Во Вселенной всего существует две формы водородного газа — простая, нейтральная форма, и другая, заряженная, которая возникает вследствие бомбардировки его ультрафиолетовым излучением. Эти две формы газа можно отличить, изучая особую длину световой волны, названной линией Лайман-альфа, которая поглощается только нейтральным типом газа. Благодаря этому, наблюдая, где во Вселенной эти линии Лайман-альфа были поглощены, можно составить карту распределения нейтрального водорода. А так как изучаемые квазары располагаются от нас на расстояниях в миллиарды световых лет, то они являются своеобразными капсулами времени — мы видим свет того, как выглядели квазары в далеком прошлом. Полученная в результате исследований карта как раз и покажет, где миллиарды лет назад был распределен нейтральный водород, в то время как Вселенная энергично строила свои первые галактики.

Равномерное распределение нейтрального водорода означало бы, что источником почти всего света в ранней Вселенный были бы многочисленные галактики, тогда как менее однородное состояние космического пространства, демонстрирующее спутанность заряженного и нейтрального водорода, указывает на квазары в качестве основного источника происхождения света. Текущее состояние квазаров не является достаточным для здравого анализа различий между этими двумя сценариями, однако, некоторое число запланированных обзоров в будущем должно помочь ученым увидеть эту разницу. Центральным экспериментом среди всех запланированных является устройство под названием DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument, буквально Спектроскопический Эксперимент Темной Материи). В рамках обзора DESI будут включены подробные измерения приблизительно миллиона отдельных квазаров. И хотя этот обзор разрабатывается, чтобы показать, как расширение Вселенной ускоряется в следствие действия темной материи, ученые утверждают, что также можно будет определить, освещен ли пришедший к нам газ однородно. В свою очередь измерение неоднородности покажет, произведен ли свет в нашей Вселенной квазарами или обычными галактиками.

Говорит Хиранья Пейрис, соавтор работы: «Удивительно, как мало нам известно об объектах, которые буквально заливали Вселенную своим ультрафиолетовым светом в то время как обычные галактики только собирались в их нынешнюю форму. Применяемая в исследованиях техника позволяет нам сделать попытку понять состояние межгалактической среды в течение этого критического времени истории Вселенной».

«DESI — это хорошие новости для нас. Этот проект даст нам неоценимую информацию о том, какие процессы протекали в ранних галактиках — объектах, которые так слабы и далеки, что мы никогда бы не увидели их при индивидуальных наблюдениях. И как только мы расшифруем эти данные, мы сможем получить еще более точные измерения того, как Вселенная расширяется, рассказывая нам больше о темной энергии».

По информации Университетского колледжа Лондона.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google