Астрономы уточнили время завершения эпохи «космического рассвета»

Наблюдения 67 древних квазаров позволило астрономам определить время окончания процесса реионизации нейтрального межгалактического газообразного водорода, образовавшегося в результате Большого Взрыва. Оказалось, что он продлился примерно на 200 миллионов дольше, чем считалось ранее, и завершился через 1,1 миллиарда лет после зарождения Вселенной. Результаты исследования представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Теперь у нас есть самое убедительное свидетельство того, что процесс реионизации закончился намного позже, в космическую эпоху, которую легче наблюдать с помощью доступных нам сегодня инструментов. И, хотя корректировка может показаться незначительной, учитывая миллиарды лет, прошедшие после Большого взрыва, на самом деле этого дополнительного времени достаточно, чтобы произвести несколько десятков звездных поколений в ранней космической эволюции», – рассказывает Фредерик Дэвис, соавтор исследования из Института астрономии им. Макса Планка (Германия).

Схематическое изображение космической истории. Наблюдение первых квазаров позволило получить информацию об эпохе «реионизации», которая последовала за «темными веками» и предшествовала продолжающейся сегодня «эре вещества». Credit: Carnegie Institution for Science / MPIA (annotations)

От своего начала до текущего состояния Вселенная прошла различные фазы. В течение первых 380 тысяч лет после Большого Взрыва она была заполнена горячей и плотной ионизированной плазмой. По истечении этого периода Вселенная достаточно остыла, чтобы протоны и электроны начали объединяться в нейтральные атомы водорода. По большей части в эти «темные века» не было источников видимого света.

Спустя еще примерно 100 миллионов лет начали формироваться первые звезды и галактики, чье ультрафиолетовое излучение впоследствии снова ионизировало заполняющий Вселенную газ. Эта эпоха известна как «космический рассвет». Сегодня весь водород, распределенный между галактиками, полностью ионизирован, однако, когда завершился этот процесс, широко обсуждаемая тема последних лет.

«Свет от квазаров проходит через множество водородных облаков на своем пути к Земле, каждое из которых оставляет свой отпечаток. Свойства спектра высокого разрешения источников и моделирование показывают, что возраст Вселенной в 1,1 миллиарда лет – самый поздний период, когда нейтральный газообразный водород присутствовал в межгалактическом пространстве и оказывал влияние на свет этих древних квазаров», – заключила Сара Босман, ведущий автор исследования из Института астрономии им. Макса Планка.