Вчені поглибили загадку “просвітлення” Всесвіту в перші доби його життя після Великого Вибуху, точно вимірявши силу гамма-спалахів в сусідніх галактиках. Її явно не вистачає для того, щоб зробити міжгалактичний простір прозорим для світла, пишуть вчені в журналі MNRAS.
Після Великого Вибуху і первинного розширення Всесвіту, коли в ньому панували високі енергії і світло, його матерія швидко охолола, і в ній настала цілковита темрява. Коли засвітилися перші зорі, ця темрява розсіялася далеко не відразу.
Вчені називають ці “темні століття” епохою реіонізації з тієї причини, що в цей час Всесвіт поступово ставав “прозорим” і доступним для спостережень в результаті іонізації хмар водню в перших галактиках і в пустотах між ними.
Спостереження космічних телескопів “Планк” і WMAP підтверджують існування цього періоду, однак його тривалість і сам механізм “просвітлення” Всесвіту поки залишаються предметом суперечок серед космологів.
Приміром, частина вчених вважає, що головним двигуном цього процесу могли бути перші надмасивні чорні діри, які виробляли гігантську кількість ультрафіолету і рентгена. Інші фахівці з ними не згодні, і приписують цю роль перших зірок, що мали незвичайний склад, розміри і незвично короткі терміни життя.
Танвір і десятки астрофізиків з країн Європи, Китаю і США уточнили роль перших світил у реіонізації світобудови, простеживши за майже півтори сотні найпотужніших вибухів у Всесвіті — потужні гамма-спалахами.
- Hubble сфотографував вмираючу зірку в сузір’ї Оріона
- “Джеймс Вебб” вивчив систему з 7 планет з потенційно населеними світами
- “Хаббл” показав залишок наднової виглядає як Пакман, що ковтає зірки
Багато астрономів припускають, що вони виникають під час вибухів особливо великих зірок і на перших фазах їх перетворення в чорні діри. Коли така зірка гине, сила тяжіння породжуваної ними чорної діри або нейтронної зірки настільки висока, що клуби матерії колишнього світила, які викидаються, об’єднуються в “бублик”, який обертається навколо центрального об’єкта.
Частина цього диска поглинається чорною дірою, а залишки розганяються до близько світлових швидкостей і викидаються в зовнішній простір у вигляді джетів, вузьких пучків матерії. Під час цієї “розкрутки” матерії зірка, що гине, породжує стільки енергії і світла, скільки зірка класу Сонця виробляє за все своє життя. Те, як саме відбувається цей процес, вчені поки не знають, і сперечаються про його суті протягом останніх 50 років.
Перші галактики Всесвіту, як зараз космологи вважають, були майже повністю населені зірками, здатними породжувати подібні спалахи. Враховуючи надвисоку швидкість зореутворення в ті епохи, подібні гамма-сплески і ультрафіолетове світіння їхніх прабатьків, як вважають прихильники подібної теорії, повинні були грати істотну роль в “проясненні” світобудови.
Танвір і його колеги з’ясували, що це, швидше за все, було не так. Спостереження і за відносно близькими і далекими гамма-сплесками показують, що лише 0,5% їх світла вдається “пробити” газопилові кокони, які оточують галактики, і вийти в простір між ними. Це значення приблизно на порядок менше того, що передбачають теорії.
Подібні висновки говорять про те, що поточні космологічні викладання, які передбачають провідну роль зірок і наднових в “просвітленні” Всесвіту, слід радикально переглянути.
Як припускають автори статті, головним рушійним фактором у цьому процесі були надмасивні чорні діри з відносно скромною масою, які ми поки не можемо побачити з-за низької чутливості телескопів. З іншого боку, вони не виключають і більш екзотичні сценарії, такі як розпад часток темної матерії.