Астрономи, які прагнуть точно визначити, коли відбулася реіонозація Всесвіту, знайшли деякі найдавніші галактики приблизно через 800 мільйонів років після Великого вибуху. Вік однієї галактики був підтверджений характерним нейтральним підписом водню в 787 мільйонів років після Великого вибуху. Виявлення - це перше підтвердження віком так званої галактики випадання в той далекий час і чітких точок, коли ймовірно почалася епоха реіонізації.
Період реіонізації - це приблизно самий далекий час, який астрономи можуть спостерігати. Великий вибух 13,7 мільярдів років тому створив гарячу, мутну всесвіт. Приблизно через 400 000 років температура охолола, електрони і протони приєдналися до утворення нейтрального водню, і мурк очистився. Деякий час до 1 мільярда років після Великого вибуху нейтральний водень почав утворювати зірки в перших галактиках, які випромінювали енергію і змінювали водень назад до іонізованого. Хоча це не густий плазмовий суп раннього періоду відразу після Великого вибуху, це зіркове утворення почало епоху реіонізації.
Астрономи знають, що ця епоха закінчилася приблизно через 1 мільярд років після Великого вибуху, але коли вона почалася, вони ухилялися від них.
Ми шукаємо галактики "випадання", - сказав Масамі Оучі, який очолив команду астрономів США та Японії, оглядаючи епоху реіонізації. "Ми використовуємо поступово червоніші фільтри, які виявляють зростаючу довжину хвилі світла і спостерігаємо, які галактики зникають із зображень, зроблених за допомогою цих фільтрів, або" випадають ". Старіші, віддаленіші галактики «випадання» прогресивно червоніших фільтрів та конкретних довжин хвиль можуть нам визначити відстань та вік галактик. Що відрізняє це дослідження від того, що ми обстежили територію, яка в 100 разів більша за попередні, і, як результат, ми отримали більший зразок ранніх галактик (22), ніж минулі дослідження. Крім того, нам вдалося підтвердити вік однієї галактики », - продовжив він. "Оскільки всі галактики були знайдені з однаковою технікою випадання, вони, ймовірно, будуть того ж віку".
Команді Ouchi вдалося провести таке велике опитування, оскільки вони використовували на замовлення, супер-червоний фільтр та інші унікальні технологічні досягнення в чутливості до червоного кольору на широкопольній камері 8,3-метрового телескопа Subaru. Вони проводили свої спостереження з 2006 по 2009 рік у полі Субару Глибокого та Великих обсерваторій Origins Deep Survey North. Потім вони порівняли свої спостереження з даними, зібраними в інших дослідженнях.
Астрономи замислювалися про те, чи зазнала Всесвіт реінізація миттєво або поступово з часом, але що ще важливіше, вони намагалися ізолювати, коли Всесвіт почала реіонізацію. Вимірювання щільності та яскравості Галактики є ключовими для розрахунку коефіцієнтів утворення зірок, які багато говорять про те, що сталося коли. Астрономи розглядали швидкість утворення зірок і швидкість, з якою іонізували водень.
Використовуючи дані свого дослідження та інших, вони визначили, що темпи утворення зірок значно знизилися з 800 мільйонів років до приблизно одного мільярда років після Великого вибуху, потім. Відповідно, вони підрахували, що швидкість іонізації буде дуже повільною протягом цього раннього часу через низьку швидкість утворення зірок.
"Ми були дійсно здивовані, що швидкість іонізації здається такою низькою, що може суперечити твердженню супутника WMAP НАСА. Він дійшов висновку, що реіонізація почалася не пізніше 600 мільйонів років після Великого вибуху », - зауважив Учі. «Ми вважаємо, що цю загадку можна пояснити більш ефективними показниками виробництва іонізуючих фотонів у ранніх галактиках. Утворення масивних зірок, можливо, було набагато енергійніше, ніж у сучасних галактиках. Менше, масивні зірки виробляють більше іонізуючих фотонів, ніж багато менших зірок », - пояснив він.
Дослідження буде опубліковано у грудневому номері журналу Astrophysical Journal.
Джерело: EurekAlert
