Древние галактики окружены световыми нимбами

Астрономы установили, что каждая древняя галактика во Вселенной окружена нимбом из древнего рассеянного света.

Свет, который хранит историю сотворения мира

Открытие сделали Дэвид Собрал из университета Ланкастера и его коллега Йоррит Мэтти из Лейденского университета. Они анализировали излучение галактик, расположенных на расстоянии 11 млн световых лет от Земли.
Астрономы пытались понять, почему даже в самых далеких и древних галактиках, где скорость рождения звезд в тысячи раз выше, чем в Млечном Пути, лаймановское излучение не доминирует, хотя оно является наиболее мощной составляющей света звезд. Ранее астрономы исследовали энергию лаймановских фотонов, а также их красное смещение лишь для определения расстояния до далеких звезд и галактик.

Ученые обнаружили, что световые нимбы вокруг древних галактик достаточно тусклые и состоят из лаймановских фотонов. Эти частицы перемещаются от одной молекулы к другой, преодолевая в общей сложности расстояния в сотни тысяч световых лет. Световые нимбы хранят следы эволюции древних галактик, в которых в прошлом формировались первые звезды во Вселенной.

Лаймановские фотоны обладают высокой энергией и излучают водород, который находился внутри наиболее горячих и ярких звезд. В спектре такие частицы расположены в одном узком участке в ультрафиолетовой части – его называют серией, или лесом Лаймана.

Методика Собрала и Мэтти построена на анализе реальной доли лаймановского излучения в свечении галактик по линиям гелия в спектре. Специалисты установили, что около 94,5% лаймановского излучения не покидали пределов ядер галактик. На начальных этапах формирования Вселенной фотоны попадали в облака нейтрального водорода. Из-за перемещений фотонов между молекулами водорода свет звезд замедлялся и рассеивался.

Облака фотонов окружили древние галактики подобно световым ореолам. Лаймановское излучение хоть довольно тусклое, однако покрывает вдвое большее пространство, чем галактики.

Следующий шаг ученых – понять, почему и как именно «тормозят» фотоны, образуя нимбы вокруг древних галактик. Это поможет пролить свет на процессы формирования звезд, рождения и смерти галактик в прошлом.