Наблюдения на телескопе VLT Европейской Южной Обсерватории, кажется, проливают свет на источник питания редких облаков светящегося газа в ранней Вселенной. Наблюдения впервые показали, что гигантская «Лайман-альфа капля 1» (Lyman-alpha blob 1 или, сокращенно, LAB-1) – один из крупнейших объектов во Вселенной – должна получать питание от галактик, заключенных внутри нее. Результаты представлены в номере журнала Nature за 18 августа.

сгусток лайман-альфа

Капля Лайман-альфа, LAB-1, — один из самых крупных объектов во Вселенной. LAB-1 представляет собой космическое облако водорода 300 тысяч световых лет в поперечнике. Капля Лайман-альфа находится в созвездии Водолея. Фото: ESO/M. Hayes

Облака, подобные LAB-1 — огромные и очень редкие объекты, наблюдаемые, как правило, на очень больших расстояниях, в эпоху ранней Вселенной. Ученые обнаружили, что свет, исходящий от одной из этих капель, поляризован. Это первый случай, когда поляризация была найдена в облаках Лайман-альфа, и это наблюдение помогает раскрыть тайну того, за счет чего капли светятся.

«Нам удалось впервые показать, что свет этих загадочных объектов является на самом деле рассеянным светом от ярких галактик, скрытых внутри», — объясняет Мэтью Хейс (Matthew Hayes) из университета Тулузы, Франция, ведущий автор статьи.

Капли Лайман-альфа одни из самых больших объектов во Вселенной: гигантские облака водорода могут достигать диаметра в несколько сотен тысяч световых лет (то есть, в несколько раз больше, чем размер Млечного Пути). При этом они светят столь же мощно, как и яркие галактики. Обычно капли Лайман-альфа находятся на больших расстояниях, поэтому мы видим их в то время, когда возраст Вселенной был всего несколько миллиардов лет. Поэтому они важны для нашего понимания того, как формировались и эволюционировали галактики в эпоху молодости Вселенной. Но источник столь яркого свечения капель остается неясным. Впрочем, как и ясное понимание их природы.

Для своих исследований астрономы выбрали одну из первых и самых ярких найденных капель. Известная как LAB-1, капля была обнаружена в 2000 году. Она находится от нас столь далеко, что свет ее летит к Земле целых 11,5 миллиарда лет! (Красное смещение равно 3,1) При диаметре около 300 000 световых лет LAB-1 является также одной из крупнейших известных капель; внутри она имеет несколько молодых галактик, в том числе и активных.

Есть несколько конкурирующих теорий, объясняющих Лайман-альфа капли. Одна идея состоит в том, что они светятся, когда газ, втягиваясь внутрь капли под действием ее гравитационного поля, разогревается от трения. Согласно другой теории капли светятся из-за ярких объектов внутри них: либо галактик, которые проходят этапы мощного звездообразования, либо прожорливых черных дыр, поглощающих материю. Новые наблюдения показывают, что в случае LAB-1 верна теория номер два.

Ученые протестировали теории, изучая поляризацию света от капли. Измерения поляризации помогают узнать о физических процессах, которые произвели свет, или о том, что случилось со светом на пути к Земле. В частности, если свет является отраженным или рассеянным, то он неизбежно должен быть поляризованным. Этот тонкий эффект можно обнаружить с помощью очень чувствительного инструмента. Измерения поляризации света от капли Лайман-альфа — очень сложно наблюдения, из-за их удаленности.

«Эти наблюдения не могли быть сделаны без VLT и инструмента FORS. Нам необходимы были две вещи: телескоп, зеркало которого имело бы диаметр по меньшей мере восемь метров, чтобы собрать достаточно света, и камеры, способные измерить поляризацию света. Не многие обсерватории мира предлагают подобную комбинацию», — добавляет соавтор статьи Клаудия Скарлата (Claudia Scarlata) из университета Миннесоты, США.

Наблюдая за целью на VLT в общей сложности около 15 часов, группа обнаружила, что свет от Лайман-альфа капли LAB-1 был поляризован в кольце вокруг центральной области, тогда как в самом центре капли никакой поляризации не было. Этот эффект практически невозможно произвести, если свет просто идет от нагретого газа, падающего внутрь капли под действием силы тяготения. Но это именно то, что, как ожидается, если свет порожден звездами галактик, находящихся в центральном регионе, а затем рассеян газом.

Теперь астрономы планируют исследовать другие облака водорода подобные LAB-1, чтобы проверить, насколько общим является данное объяснение.

По материалам ESO.

Loading player…