Чем нам светит Большой взрыв

Строительство сменщика «Хаббла», телескопа James Webb Space Telescope (JWST), идет полным ходом.
Фото NASA

В престижном журнале Astrophysical Journal Letters исследовательская группа из Калифорнийского технологического института во главе с профессором Ричардом Еллисом и Эдинбургского университета под руководством профессора Джима Данлопа опубликовала статью об открытиях, сделанных телескопом «Хаббл». Впервые ученое сообщество смогло взглянуть на тот период развития нашей Вселенной, когда ей отроду было «всего несколько месяцев», то есть 3% от сегодняшнего возраста. Этот проект ученых под названием UDF-12 (Ultra Deep Field) включал изучение сотен и тысяч цветных снимков, полученных от широкоугольной камеры и инфракрасного комплекса «Хаббл».

По последним расчетам астрофизиков, Большой взрыв произошел 13 млрд. 770 млн. лет назад. Знаменитый 2,6-метровый космический телескоп «Хаббл», сфокусированный на небольшом «кусочке» небосвода, за 10 лет астрономических наблюдений успел совершить столько революционных открытий в изучении Вселенной, сколько, пожалуй, не было за все прошлое столетие.

На снимках были, например, зарегистрированы несколько тысяч галактик, возраст которых, определяемый по красному смещению и отсчитываемый от начала расширения Вселенной, находится в пределах 3–6 млрд. лет. Стало быть, «Хаббл» зафиксировал «срединный» период развития Вселенной, когда шло образование мощных спиральных галактик, таких как наш Млечный Путь или Туманность Андромеды.

В упомянутой статье речь идет об изучении семи самых отдаленных галактик, свет от которых зафиксирован, если так можно выразиться, еле-еле – какими-то отрывочными блесками. Возраст их – менее 1 млрд. лет после Большого взрыва. Самая отдаленная из этих галактик, получившая номер в каталоге UDFj – 39546284, имеет возраст порядка 380–400 млн. лет.

Ученые подчеркивают, что несколько лет, потраченных на расшифровку данных, полученных от «Хаббла» (точнее, от его мощной камеры WFC-3), дает им право утверждать, что возраст этой «семерки» – от 380 до 600 млн. лет после Большого взрыва.

Красное смещение этих галактик и возраст впервые были определены американскими астрофизиками Гартом Иллиндворосом и Ричардом Баувенсом еще в 2011 году. Тогда в публикации журнала Nature они представили следующие данные: возраст – 480 млн. лет.

Ричард Еллис утверждает, что картина ранних галактик дает возможность бросить научный взгляд на самую начальную стадию образования галактик. «Причем мы пришли к выводу о том, что процесс образования галактик происходил постепенно, не путем неожиданного взрыва, как утверждали многие астрофизики, – отметил американский ученый. – Безусловно, изучение самых «удаленных» объектов дает нам возможность получить довольно веские сведения о том, как возникали первые карлики в «центре» нашей Вселенной».

Другой его соавтор, Джим Данлоп из Института космологии при Эдинбургском университете, заявил, что получено самое древнее на сегодняшний день «послание» от второго поколения звезд, когда возраст Вселенной не превышал 5% от времени жизни нашей Вселенной. «Стало быть, – продолжил шотландский ученый, – уже к этому времени звезды, создавшие первые галактики, получили немалое количество тяжелых элементов от первого поколения звезд, до которых мы пока никак не добрались. Видимо, эти «бегемоты» прожили недолгую жизнь, совершив мощный взрыв, тем самым открыли путь к скачкообразному образованию тяжелых частиц, а также нейтрального газа вокруг них. Это заставило электроны покинуть орбиту своих атомов, чтобы начать производство межгалактической плазмы, которую мы фиксируем сегодня от ближайших звезд».

Джон Грунсфелд, помощник администратора NASA по науке, известный как выдающийся специалист «по ремонту» «Хаббла»: он неоднократно совершал космические полеты к телескопу «Хаббл», сказал по этому поводу: «Мы наблюдаем картины младенческих лет Вселенной». Он отметил, что снимки «Хаблла» открывают замечательную картину первоначальной стадии развития нашего мироздания, тот период, когда Вселенная была полностью «напичкана» водородом, и звезды начали умножаться. В итоге это и привело к образованию галактик и возникновению химических элементов, в том числе тех, из чего состоим мы – кислорода для дыхания, железа для крови и кальция для наших костей.

Ученые полагают, что технические возможности «Хаббла» для дальнейшего углубления в историю Вселенной практически исчерпаны. Но он может быть использован для аналогичного обзора другого «кусочка» небосвода с тем, чтобы подтвердить полученные за истекшие десять лет данные.

Сейчас полным ходом идет строительство более совершенного телескопа, который может стать преемником «Хаббла». Речь идет о телескопе James Webb Space Telescope (JWST), который планируют запустить в 2018 году. JWST будет иметь значительно большее «зеркало» и инструменты, способные зафиксировать свет самых первых объектов нашего мироздания, в частности, звезд первого поколения с красным смещением более 50.