Телескоп ALMA впервые наблюдает область формирования галактик в ранней Вселенной

Когда спустя несколько сотен миллионов лет после Большого Взрыва начали образовываться первые галактики, Вселенная была заполнена сплошным водородным «туманом». По мере того, как загоралось все больше и больше ярких источников света — звезд и квазаров, связанных со сверхмассивными черными дырами, - этот туман постепенно рассеивался, и Вселенная становилась прозрачной для ультрафиолетового излучения. Астрономы называют эту стадию развития Вселенной эпохой реионизации. О первых галактиках, появившихся в это время, известно очень мало, до сих пор они наблюдались лишь в виде очень тусклых световых сгустков.

Группа исследователей под руководством Роберто Майолино (Roberto Maiolino) из Кавендишской лаборатории и Института космологии Кавли, Кембриджского университета, Великобритания, направила телескоп ALMA на галактики, которые видны такими, какими они были всего спустя около 800 миллионов лет после Большого взрыва. При этом целью астрономов были не звезды и не редкие объекты исключительной яркости, такие, как квазары и галактики с очень высоким темпом звездообразования, преимущественно наблюдаемые до сих пор. Их интересовало слабое свечение ионизованного углерода, возникающее в облаках газа, из которых образуются звезды.

От одной из таких галактик, BDF2399, телескоп ALMA принял слабый, но отчетливый сигнал углеродного излучения. Однако, этот сигнал идет не из центра галактики, а из ее периферийной части.

Астрономы так объясняют эксцентричное расположение обнаруженного источника излучения: облака газа в центре галактики разрушаются под воздействием интенсивного свечения новообразованных звезд и взрывов сверхновых. А вот свежий холодный газ, поступающий из межгалактической среды, и проявляет себя углеродным излучением.

Новые наблюдения с ALMA были подкреплены компьютерным моделированием, что позволило в деталях представить основные стадии формирования первых галактик. В параметры модели были включены влияние излучения звезд, время жизни молекулярных облаков, перенос ионизирующего излучения и сложная структура межзвездной среды. По всей видимости, BDF2399 является типичным примером первичной галактики, ответственной за реионизацию.