Каждая галактика окружена своеобразным нимбом из древнего рассеянного света, который хранит в себе миллиарды лет эволюции и истории рождения и смерти первых звезд Вселенной, говорится в статье, опубликованной в журнале MNRAS.
«Древние галактики, в которых активно формировались звезды в прошлом, окружены гигантским и тусклым нимбом из лаймановских фотонов, которым приходится путешествовать сотни тысяч световых лет, «перепрыгивая» от одной молекулы к другой, пока они не вырвутся на свободу в открытый космос. Теперь нам нужно понять, как именно и почему фотоны так «тормозят», — заявил Дэвид Собрал (David Sobral) из университета Ланкастера (Великобритания).
Так называемые лаймановские фотоны представляют собой высокоэнергичные частицы света, которые излучает водород, находящийся в недрах самых ярких и горячих звезд. Все подобные частицы сконцентрированы на узком участке ультрафиолетовой части спектра, который называется «серией» или «лесом» Лаймана. Эту закономерность астрономы используют для определения расстояния до самых далеких галактик и звезд, ориентируясь на энергию лаймановских фотонов и их красное смещение.
Собрал и его коллега Йоррит Мэтти (Jorryt Matthee) из Лейденского университета (Нидерланды) изучали свойства этого излучения, исходящего от тысячи самых далеких галактик, удаленных от Земли на 11 миллиардов световых лет. Их интересовало, почему лаймановское излучение, самая яркая и мощная часть света звезд, не доминирует в свете даже самых далеких галактик, где новые светила рождались в сотни и тысячи раз быстрее, чем в Млечном Пути.
Европейские астрономы смогли найти ответ на этот вопрос, разработав методику, которая позволила им оценить реальную долю этого излучения в свечении галактик, используя линии гелия в их спектре, и определить расположение его источников. Как оказалось, большая часть этого ультрафиолетового излучения – около 94,5% — не покидала пределов ядер галактик, так как они попадали в облака нейтрального водорода, окружавшие древние галактики во времена юности Вселенной.
Попадая в них, фотоны начинали «прыгать» с одной молекулы водорода на другую, в результате чего яркий ультрафиолетовый свет юных звезд рассеивался и замедлялся, образуя своеобразный световой ореол, нимб, окружающий галактику. В результате этого лаймановское излучение этих галактик выходило далеко за их пределы, покрывая примерно в два раза больше пространства, чем сами галактики.
Изучение этого нимба может помочь ученым узнать, как часто формировались звезды в далеком прошлом, и понять, как рождались и умирали первые галактики Вселенной. Запуск новых космических и наземных телескопов, таких как «Джеймс Уэбб» и E-ELT, поможет решить эту задачу, заключают ученые.
