Телескоп «Джеймс Уэбб» продолжает переписывать учебники по астрофизике. На этот раз он помог разобраться с одной из самых интригующих загадок ранней Вселенной — как высокоэнергетическое излучение, известное как Лаймановский континуум, вообще могло покидать галактики в эпоху реионизации. Ведь если верить стандартным моделям, ультрафиолетовые фотоны должны были полностью поглощаться нейтральным водородом внутри галактик, и мы бы никогда не увидели их сквозь космическую тьму. Но мы видим — и теперь есть объяснение.
Ключевую роль, как выяснилось, играют не сами галактики, а их взаимодействия. Наблюдения за объектом LACES104037, расположенным на красном смещении z=3,1 (это около 2 млрд лет после Большого взрыва), показали, что источник ионизирующего излучения находится не в центре галактики, а в так называемом приливном хвосте — структуре из газа и звёзд, которая образуется при гравитационном столкновении двух галактик. Это как если бы вы искали источник звука не в самом инструменте, а в отражении от соседней стены.
Что же происходит в этом приливном хвосте? Слияние галактик создаёт области с резко пониженной плотностью газа, где жёсткое ультрафиолетовое излучение молодых массивных звёзд перестаёт встречать препятствия и может свободно распространяться в межгалактическое пространство. При этом, как подчёркивают исследователи, источником излучения является не всё скопление звёзд, а отдельный, компактный сгусток, который был выброшен из основной галактики в процессе взаимодействия.
Это открытие не просто уточняет детали, оно меняет саму картину ранней Вселенной. Оказывается, для того чтобы ионизировать нейтральный водород и сделать Вселенную прозрачной, не нужны какие-то экзотические механизмы — достаточно обычных столкновений галактик, которые создают «окна» для утечки излучения. И именно эти «окна» позволили свету первых звёзд и квазаров распространиться на огромные расстояния.
Остаётся, правда, один важный вопрос: насколько распространены такие сценарии? Может быть, большинство галактик в эпоху реионизации полагалось именно на приливные хвосты, а мы просто не могли их видеть до появления «Уэбба». Дальнейшие наблюдения этого телескопа, а также будущих обсерваторий, смогут дать статистическую оценку этому явлению. Но уже сейчас ясно: картина космической эволюции становится гораздо богаче и интереснее, чем мы могли представить ещё пять лет назад.
Об авторе
