Космический телескоп «Хаббл» зафиксировал мощное ультрафиолетовое излучение из чрезвычайно удаленной галактики, обозначенной как MXDFz4.4. Проблема в том, что по всем законам физики это излучение вообще не должно было долететь до Земли — поэтому у учёных теперь появилась серьёзная загадка, которую предстоит разгадать.
Почему это считалось невозможным
Галактика MXDFz4.4 расположена на расстоянии примерно 12,4 миллиарда световых лет от Земли. Это означает, что астрономы видят её такой, какой она была всего лишь через 1,4 миллиарда лет после Большого взрыва — в эпоху, когда Вселенная переживала коренные изменения, известные как реионизация. Тогда излучение первых звёзд и галактик постепенно «расчищало» окружающий космос от густого тумана нейтрального водорода.
Именно этот водород и поглощал высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучение, не давая ему преодолеть такие огромные расстояния. Поэтому учёные считали обнаружение подобного света от столь удалённого объекта практически невыполнимой задачей. Тем более неожиданными стали данные телескопа «Хаббл», которые показали четкий сигнал именно из галактики MXDFz4.4 — это самый ранний зафиксированный случай утечки ионизирующего излучения из галактики.
Как удалось это подтвердить
Это открытие стало возможным благодаря объединению данных нескольких самых мощных астрономических инструментов. Данные космического телескопа Джеймса Уэбба позволили подробно определить свойства звёзд галактики и темпы их рождения. Спектрограф MUSE на телескопе VLT Европейской южной обсерватории подтвердил расстояние до объекта путем анализа характерной эмиссионной линии водорода Лаймана-альфа. А сам «Хаббл» предоставил чрезвычайно глубокие снимки, полученные после примерно 40 часов наблюдений одного и того же фрагмента неба.
Чем особенна эта галактика
MXDFz4.4 примерно в сто раз меньше Млечного Пути, но темпы рождения новых звёзд в ней почти в десять раз выше. Это означает, что на относительно небольшом участке сосредоточено огромное количество очень молодых, горячих и массивных звёзд, излучающих интенсивный ультрафиолетовый свет.
По словам авторов исследования, именно такая аномально высокая концентрация молодых звёзд и может объяснять странные результаты наблюдений. Мощное излучение и сильные звёздные ветры, вероятно, образуют в окружающем газе своеобразные каналы, через которые ионизирующие фотоны могут выходить за пределы галактики и отправляться в путешествие через межгалактическое пространство. По оценкам исследовательской группы, из MXDFz4.4 может «уходить» от примерно половины до почти всего производимого ею ионизирующего излучения.
Что это означает для науки
Полученные данные позволяют предположить, что главными «виновниками» реионизации Вселенной могли быть именно небольшие, но чрезвычайно активные галактики, которые образуют звезды с бешеной скоростью. А это, в свою очередь, наводит на ещё одну мысль: подобных объектов во Вселенной может быть значительно больше, хотя большинство из них пока остаётся вне пределов досягаемости современных наблюдательных инструментов.
Исследование опубликовано в журнале «The Astrophysical Journal».
