Согласно новому исследованию, проведенному исследователями из Университетского колледжа Лондона (UCL) и Кембриджского университета, космический рассвет, когда впервые образовались звезды, произошел через 250-350 миллионов лет после начала Вселенной.

Исследование, опубликованное в Ежемесячных сообщениях Королевского астрономического общества, предполагает, что космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), запуск которого запланирован на ноябрь, будет достаточно чувствительным, чтобы непосредственно наблюдать за рождением галактик.

Исследовательская группа под руководством Великобритании исследовала шесть самых отдаленных галактик, известных в настоящее время, свету которых потребовалась большая часть жизни Вселенной, чтобы достичь нас. Они обнаружили, что расстояние этих галактик от Земли соответствовало времени "оглянуться назад" более 13 миллиардов лет назад, когда Вселенной было всего 550 миллионов лет.

Анализируя изображения с космических телескопов Хаббла и Спитцера, исследователи рассчитали возраст этих галактик в диапазоне от 200 до 300 миллионов лет, что позволяет оценить, когда их звезды впервые сформировались.

Ведущий автор доктор Николас Лапорт (Кембриджский университет), который начал проект в Калифорнийском университете, сказал: "Теоретики предполагают, что Вселенная была темным местом в течение первых нескольких сотен миллионов лет, до того, как образовались первые звезды и галактики.

"Наблюдение за моментом, когда Вселенная впервые была залита звездным светом, - это главный поиск в астрономии.

"Наши наблюдения показывают, что космический рассвет произошел между 250 и 350 миллионами лет после начала Вселенной, и во время их формирования галактики, подобные тем, которые мы изучали, были бы достаточно яркими, чтобы их можно было увидеть с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба."

Исследователи проанализировали звездный свет галактик, зафиксированный космическими телескопами Хаббла и Спитцера, изучив маркер в их распределении энергии, указывающий на присутствие атомарного водорода в их звездных атмосферах. Это дает оценку возраста звезд, которые они содержат.

Эта водородная сигнатура усиливается с возрастом звездного населения, но уменьшается, когда галактика старше миллиарда лет. Зависимость от возраста возникает из-за того, что более массивные звезды, которые вносят свой вклад в этот сигнал, сжигают свое ядерное топливо быстрее и, следовательно, умирают первыми.

Соавтор доктор Ромен Мейер (UCL Physics & Astronomy и Институт астрономии Макса Планка в Гейдельберге, Германия) сказал: "Этот показатель возраста используется для датировки звезд в нашем собственном районе Млечного Пути, но он также может быть использован для датировки чрезвычайно удаленных галактик, наблюдаемых в очень ранний период Вселенной.

"Используя этот показатель, мы можем сделать вывод, что даже в эти ранние времена нашим галактикам от 200 до 300 миллионов лет."

При анализе данных Хаббла и Спитцера исследователям необходимо было оценить "красное смещение" каждой галактики, которое указывает на их космологическое расстояние и, следовательно, время, в течение которого они наблюдаются. Для достижения этой цели они провели спектроскопические измерения, используя полный арсенал мощных наземных телескопов-чилийскую многомиллиметровую решетку Атакама (ALMA), Европейский Очень Большой телескоп, телескопы—близнецы Кека на Гавайях и телескоп Джемини-Юг.

Эти измерения позволили команде подтвердить, что наблюдение за этими галактиками соответствовало тому времени, когда Вселенной было 550 миллионов лет.

Соавтор профессор Ричард Эллис (UCL Physics & Astronomy), который за свою карьеру отслеживал все более удаленные галактики, сказал: "За последнее десятилетие астрономы отодвинули границы того, что мы можем наблюдать, до времени, когда Вселенная составляла всего 4% от ее нынешнего возраста. Однако из-за ограниченной прозрачности атмосферы Земли и возможностей космических телескопов Хаббла и Спитцера мы достигли своего предела.

"Сейчас мы с нетерпением ждем запуска космического телескопа Джеймса Уэбба, который, по нашему мнению, способен непосредственно наблюдать космический рассвет.

"Стремление увидеть этот важный момент в истории Вселенной на протяжении десятилетий было святым граалем в астрономии. Поскольку мы сделаны из материала, обработанного в звездах, это в некотором смысле поиск нашего собственного происхождения."

В новом исследовании приняли участие астрономы из Калифорнийского университета в Санта-Крусе, Калифорнийского университета и Техасского университета.

Космический телескоп Джеймса Уэбба под руководством НАСА, преемник обсерватории Хаббла, планируется запустить в космос в ноябре. В течение следующего десятилетия это будет главная обсерватория, обслуживающая тысячи астрономов по всему миру. Он состоит из инфракрасной обсерватории, огромного зеркала шириной 6,5 метров и солнцезащитного щита в форме ромба. Ученые Калифорнийского университета в Лаборатории космических наук Малларда создали и протестировали ключевые аппаратные компоненты для NIRSpec (спектрограф ближнего инфракрасного диапазона), одного из четырех приборов телескопа.

ИСТОЧНИК