О том, что в ранней Вселенной присутствовало много водорода, астрономы знали давно, но только сейчас им удалось выявить большую часть скоплений этого газа.
Исследователи, задействованные в проекте HETDEX (Eberly Telescope Dark Energy Experiment), сообщили о значительной находке «водородных ореолов» вокруг древних галактик: имеется в виду десятки тысяч гигантских облаков газа, которые светятся в линии Лайман-альфа. Эти структуры существовали 10–12 миллиардов лет назад, в эпоху «космического полудня», когда галактики активно росли и нуждались в больших запасах водорода для формирования звезд.
По словам авторов исследования, количество известных таких ореолов увеличилось в десять раз: примерно с 3 тысяч до более чем 33 тысяч. Это важное уточнение для космологии: водородные «гало» оказались не редкими экзотическими образованиями, а довольно распространенным явлением в ранней Вселенной. Кроме того, новые данные расширили диапазон известных размеров — теперь выборка лучше отражает «средние» по масштабам облака, а не только самые яркие и экстраординарные.
«В последние 20 лет мы анализировали одну и ту же группу объектов, — отмечает ведущий автор работы, менеджер данных HETDEX Эрин Менточ Купер. — HETDEX дает нам возможность находить гораздо больше таких ореолов и измерять их формы и размеры. Наши новые открытия позволили создать впечатляющий статистический каталог».
Выявить водород в межгалактическом пространстве непросто: сам по себе этот газ почти не светится. Однако, если рядом присутствует мощный источник энергии, например, галактика с яркими ультрафиолетовыми звездами, он заставляет окружающий газ светиться в линии Лайман-альфа. Ранее обзоры неба позволяли находить лишь самые яркие «гало», а при детальных наблюдениях окрестностей галактик нередко просто не попадали в кадр, что приводило к тому, что ореолы среднего размера оставались незамеченными.
HETDEX заполняет этот пробел благодаря масштабам обзора и уникальным инструментам телескопа Хобби — Эберли в обсерватории Макдональд. «Мы накопили почти половину петабайта данных не только по этим галактикам, но и по областям между ними, — отмечает руководитель проекта Карл Гебхардт. — Наши наблюдения охватывают участок неба площадью более 2000 полных лун, что является огромным, беспрецедентным масштабом». Его коллега Дастин Дэвис добавляет: «Инструмент HETDEX предоставляет 100 000 спектров за одно наблюдение, так что нас ждут еще множество невероятных открытий».
Команда исследователей изучила 70 тысяч самых ярких галактик из более чем 1,6 миллиона, уже выявленных HETDEX, и с помощью суперкомпьютеров искала характерный признак ореола: плотную центральную область водорода и более разреженное «облако» дальше от центра. Оказалось, что почти у половины исследованных объектов такие оболочки — и это, вероятно, заниженная оценка, так как реальный размер самых тусклых систем очень сложно оценить.
Новые ореолы простираются на десятки и сотни тысяч световых лет. Некоторые из них напоминают аккуратное облако вокруг одной галактики, другие — неравномерные по плотности сгустки, включающие несколько галактик. «Это самые увлекательные находки, — говорит Менточ Купер. — Они выглядят как гигантские амебы с отростками, уходящими в пространство».
Теперь задача астрономов меняется с «где найти» на «что именно изучать». «Существуют различные теоретические модели галактик этой эпохи, которые в целом работают и кажутся разумными, но в них есть пробелы и недостатки, — поясняет Дэвис. — Теперь мы можем сосредоточиться на отдельных ореолах и детальнее изучить физику происходящего. А затем скорректировать модели или отказаться от них и попробовать создать новые».
Фото: hi-tech.mail.ru