Международная группа исследователей под руководством Наоки Йошида (Naoki Yoshida), профессора астрофизики из Токийского университета (Япония) и научного сотрудника Кавлийского института теоретической физики (США) установила наличие кислорода в галактике, удаленной от нас более чем на 13 млрд световых лет. Исследование позволяет представить, какой была Вселенная в древности. Результаты работы будут опубликованы на этой неделе в журнале Science, краткое изложение сообщается в официальном пресс-релизе.
Вселенная, которую мы знаем сегодня, изобилует различными химическими элементами. Но в самом начале был только раскаленный газ, состоящий из заряженных частиц водорода и гелия. После этого еще в течение 400 тыс. лет Вселенная охлаждалась, и электроны и ионы водорода образовали нейтральные атомы водорода. Ничего больше не произошло в течение нескольких сотен миллионов лет до появления первого поколения звезд. Они начали испускать сильное излучение. Вновь появился ионизированный водород, а также синтезировались другие более тяжелые элементы — такие как углерод и кислород.
Изучение тяжелых элементов из той далекой эпохи позволяет представить характер первых звезд, что стало причиной повторной ионизации и как появились галактики. Но изучение этих элементов крайне сложно, поскольку требует описания объектов, находящихся настолько далеко, насколько только возможно, используя самые современные телескопы.
В новом исследовании ученые использовали возможности Большого миллиметрового /субмиллиметрового телескопа ALMA, построенного в пустыне Атакама (Чили). Объектом наблюдений стала галактика SXDF-NB1006-2, обнаруженная и описанная японскими астрономами еще в 2012 году.
ALMA обнаружил свечение, испускаемое дважды ионизированным кислородом.
«Наши результаты показали, что эта галактика содержит одну десятую часть кислорода, содержащуюся в Солнце. Небольшое количество [кислорода] объясняется тем, что Вселенная была еще молода и имела короткую историю формирования звезды в то время», — говорит профессор Йошида.
Кроме того, исследователи сообщают, что в структуре SXDF-NB1006-2 практически нет космической пыли. Это может быть признаком того, что почти весь газ в галактике сильно ионизирован.
«SXDF-NB1006-2 станет прототипом источников света, ответственных за космическую реионизацию», — сказал профессор Акио Иноуэ (Akio Inoue), один из авторов работы.
Ученые считают, что исследование галактики SXDF-NB1006-2 станет первым шагом к пониманию того, какие объекты вызвали космическую реионизацию.
Ранее портал Научная Россия писал о другой галактике, похожей на Вселенную вскоре после Большого взрыва.
