Как художник представил себе активное звёздообразование в галактиках во вроемена космического Рассвета
Оказалось, что самые ранние галактики излучают гораздо больше ультрафиолетового света, чем мы ожидали, и это может быть связано с тем, что звёзд в них рождалось гораздо больше, чем мы думали.
Согласно новому моделированию, количество света, обнаруженное космическим телескопом Джеймса Уэбба в галактиках, родившихся на заре времён, может быть объяснено звёздообразованием. Это означает, что нам не нужно обращаться к таким решениям, как нестандартные космологические модели, чтобы объяснить дополнительный ультрафиолетовый свет в первые миллиарды лет после Большого взрыва.
«Открытие этих галактик стало большим сюрпризом, поскольку они оказались значительно ярче, чем предполагалось», — говорит астрофизик Клод-Андре Фоше-Жигер (Claude-André Faucher-Giguère) из Северо-Западного университета.
«Обычно галактики яркие, потому что они большие. Но поскольку эти галактики образовались в момент космического рассвета, с момента Большого взрыва прошло недостаточно времени. Как же эти массивные галактики могли собраться так быстро? Наше моделирование показывает, что галактики такой яркости без проблем формируются к началу космического рассвета».
Наблюдения Уэбба за ранней Вселенной перевернули наши представления о критической эпохе после Большого взрыва. Телескоп обнаружил гораздо больше галактик, чем мы ожидали, и они выглядят совсем не так, как мы думали.
Некоторые из них светят гораздо ярче, чем астрономы предполагали обнаружить на космической заре. Мы можем интерпретировать это как то, что эти галактики оказались очень большими. Но это не единственное объяснение.
«Ключевым моментом является воспроизведение достаточного количества света в системе за короткий промежуток времени», — говорит астрофизик Гуочао Сунь (Guochao Sun) из Северо-Западного университета.
«Это может произойти либо потому, что система очень массивна, либо потому, что она обладает способностью быстро производить много света. В последнем случае система не обязательно должна быть очень массивной. Если звёздообразование принимает взрывной характер, это приводит к появлению вспышек света. Именно поэтому мы видим несколько очень ярких галактик».
Как художник представил себе галактики космического рассвета, где происходит взрывное звёздообразование
Чтобы выяснить, был ли свет этих ранних галактик результатом их большого размера или особенностей звёздообразования, группа специалистов под руководством Суна использовала компьютерные симуляции для моделирования формирования галактик во время космического рассвета с использованием материалов и среды, которые были доступны в период после Большого взрыва.
Более зрелые галактики в близлежащей Вселенной — крупные, сформировавшиеся и относительно спокойные — обычно производят звёзды с более или менее стабильной скоростью.
Проведя моделирование, исследователи обнаружили, что в галактиках эпохи «космического рассвета» всё происходит иначе. Их звёздообразование происходило мощными всплесками, перемежающимися с периодами низкого звёздообразования продолжительностью в несколько миллионов лет.
Это явление известно как взрывное звёздообразование, и оно особенно характерно для галактик с малой массой, каковыми и были галактики, сформировавшиеся вскоре после рождения Вселенной. Причина этого не ясна, но астрономы полагают, что она связана с так называемой обратной связью, когда звёздообразование сворачивается самими звёздами.
«Мы считаем, что там происходит вспышка звёздообразования, затем через несколько миллионов лет эти звёзды взрываются в виде сверхновых», — объясняет Фоше-Жигьер.
«Газ выбрасывается наружу, а затем снова попадает внутрь, образуя новые звёзды, что приводит в движение цикл звёздообразования. Но когда галактики становятся достаточно массивными, их гравитация значительно возрастает. Когда взрываются сверхновые, этого оказывается недостаточно для того, чтобы выбросить газ из системы. Гравитация удерживает галактику вместе и приводит её в устойчивое состояние».
Моделирование также показало, что количество ярких галактик, наблюдаемых одновременно, соответствует наблюдениям Уэбба без необходимости изменения каких-либо физических параметров. Это одно из самых убедительных доказательств того, что неожиданно яркий свет галактик обусловлен не их размерами, а взрывным звездообразованием.
Источник: habr.com
