Когда астрономы наблюдали суперветра, движущиеся с экстремально высокими скоростями со стороны сверхскоплений звезд, раньше они полагали, что эти ветра порождают взрывы сверхновых.
Именно такие суперветра были обнаружены в сверхскоплении звезд под названием Mrk 71, расположенном в близлежащей галактике. Астрономы наблюдали экстремально быстрые суперветра – движущиеся со скоростью порядка 1 процента от скорости света – со стороны этого сверхскопления, и классические рассуждения объясняли эти ветра взрывами сверхновых, разгонявшими газ до таких скоростей.
Но астрономы из Мичиганского университета, США, думают, что причиной формирования суперветров являются не сверхновые – поскольку данное сверхскопление является слишком молодым, чтобы в нем присутствовало настолько много сверхновых. Авторы предлагают иной механизм.
После Большого взрыва Вселенная была очень плотной и непрозрачной, говорит главный автор исследования и магистрант Мичиганского университета Елена Комарова. Вселенная была настолько плотно заполнена частицами, что свет не мог пройти сквозь них.
«Но когда во Вселенной зажглись первые звезды в первых галактиках, они произвели много ультрафиолетового излучения. И по сути, произошло испарение газа во Вселенной, — сказала Комарова. – Аналогичный процесс происходит, когда ночной туман тает под лучами утреннего Солнца – капли тумана дробятся на еще более мелкие частицы, и свет начинает свободно проникать сквозь них».
В этой аналогии нейтральные атомы водорода, на которые приходится 92 процента космоса, являются «туманом» во Вселенной. Но когда их начинает освещать свет первых звезд, то его ультрафиолетовая составляющая вызывает расщепление атомов водорода.
«Вселенная становится прозрачной, и мы видим так называемый «космический рассвет», когда зажигаются первые звезды, — сказала Комарова. – А в нашем исследовании мы попытались ответить на вопрос: каким образом этот ультрафиолетовый свет, который является достаточно высокоэнергетическим для испарения атомов водорода во Вселенной, смог покинуть родительскую галактику, не будучи поглощенным плотными облаками водорода внутри этой галактики?
Ответ, считает Комарова, лежит в суперветрах, которые, как показано в этом исследовании, возникают под действием излучения со стороны звезд этих компактных сверхскоплений. Ультрафиолетовое излучение звезд «испаряет» атомы водорода, которые состоят из одного протона и одного электрона, выбивая из них электрон и таким образом ионизируя атом. После ионизации водород становится прозрачным, поскольку не может больше принять ни одного УФ-фотона, и фотоны света движутся в облаке такого ионизированного водорода беспрепятственно.
Это открытие Комарова и ее группа сделали в попытке объяснить поле скоростей газа в звездообразовательной области Mrk 71 галактики NGC 2366. Поскольку, согласно расчетам группы, для ускорения газа до наблюдаемых скоростей энергии сверхновых сверхскопления было недостаточно, исследователи решили оценить интенсивность звездного света. Сравнение давления света с гравитационным давлением показало, что первый из этих факторов намного превосходит по величине второй – то есть, излучение звезд способно вытолкнуть газ наружу с огромной скоростью. Именно это происходит в галактиках, где суперветра выталкивают наружу слишком плотные для тотального испарения облака водорода и таким образом расчищают путь для света, указывают авторы.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение