Раскрытие тайны космического рассвета: взрывное звездообразование объясняет удивительную яркость ранних галактик

В необъятных просторах Вселенной существует необычное явление, которое долгие годы ставило ученых в тупик - начало Вселенной. Загадка стала еще глубже, когда исследователи обнаружили обилие ультрафиолетового (УФ) света, исходящего от галактик во время космического рассвета - периода, последовавшего за Большим взрывом. Однако недавний прорыв в моделировании, проведенном астрофизиками Северо-Западного университета, может пролить свет на эту загадку.

Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), оснащенный самыми современными технологиями, позволил получить бесценные сведения о ранней Вселенной, опровергнув наши предвзятые представления. Вопреки ожиданиям, телескоп обнаружил множество галактик, отличающихся от наших традиционных представлений об их внешнем виде.

Одним из поразительных открытий является неожиданно интенсивная яркость некоторых галактик во время космического рассвета. Традиционно яркость галактики зависит от ее размера. Однако, поскольку эти галактики образовались вскоре после Большого взрыва, для их значительного роста не хватило времени. В связи с этим возникает вопрос о том, как эти массивные галактики так быстро собрались.

Астрофизик Клод-Андре Фоше-Жигер объясняет: "Обычно галактика яркая, потому что она большая. Но поскольку эти галактики образовались в момент космического рассвета, с момента Большого взрыва прошло недостаточно времени. Как же эти массивные галактики могли собраться так быстро? Наше моделирование показывает, что галактики такой яркости без проблем формируются к Космическому рассвету".

Чтобы выяснить, чем обусловлена такая яркость - размерами или звездообразованием, астрофизик Гочао Сунь и его сотрудники из Северо-Западного университета использовали компьютерное моделирование формирования галактик во время Космического рассвета. Воспроизведя материалы и среду, существовавшие после Большого взрыва, они попытались разгадать эту космическую загадку.

В результате моделирования была обнаружена удивительная закономерность: взрывное звездообразование. В отличие от более зрелых галактик в близлежащей Вселенной, которые демонстрируют относительно стабильную скорость звездообразования, в галактиках времен "космического рассвета" наблюдались интенсивные вспышки звездообразования, чередующиеся с периодами низкой активности продолжительностью в несколько миллионов лет.

Вспышки звездообразования особенно характерны для галактик с малой массой, что соответствует характеристикам галактик, формировавшихся в период космического рассвета. Авторы предполагают, что это явление может быть связано с обратной связью - процессом, в котором звездообразование регулируется самими звездами.

Астрофизик Гуочао Сунь поясняет: "Главное - воспроизвести достаточное количество света в системе за короткий промежуток времени. Это может произойти либо потому, что система очень массивна, либо потому, что она обладает способностью быстро производить много света. В последнем случае система не обязательно должна быть такой массивной. Если звездообразование происходит скачками, то это приводит к вспышкам света. Именно поэтому мы видим несколько очень ярких галактик".

Этот прорыв в понимании яркости ранних галактик имеет значительные последствия для нашего понимания "космического рассвета". Он устраняет необходимость использования нестандартных космологических моделей для объяснения избытка ультрафиолетового света, обнаруженного в эту эпоху.

Проникая в глубины Вселенной и разгадывая ее тайны, ученые продолжают расширять границы человеческого познания. Открытия, полученные с помощью JWST, и моделирование, проведенное Северо-Западным университетом, напоминают о том, что еще многое предстоит узнать о происхождении нашей Вселенной.