Столкновения галактик могут объяснить странный свет из ранней Вселенной

Наблюдения с космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) выявили сталкивающиеся друг с другом тусклые галактики, что может раскрыть тайну ранее необъяснимых вспышек света, возникших в начале истории космоса.

За длительный период истории Вселенной, закончившийся примерно через 1 миллиард лет после большой взрывКосмос был полон первозданного газа, который должен был блокировать обильный свет, излучаемый атомами водорода. Но исследователи видели мерцания водорода во многих галактиках ранней Вселенной. Это тип света, известный как Лайман-альфа-эмиссия.

Астрономов озадачило то, как этот свет вырвался из пелены газа. Каллум Виттен из Кембриджского университета и его коллеги нашли потенциальное решение. Они исследовали JWST-изображения девяти далеких галактик, каждая из которых испускает излучение Лайман-альфа, и обнаружили, что рядом с каждой из них есть по крайней мере одна меньшая галактика. Эти вторичные галактики были слишком тусклыми, чтобы их можно было обнаружить с помощью предыдущих телескопов, и все они, похоже, сливаются со своими более яркими партнерами.

Слияние галактик создают вспышки звездообразования и света, включая излучение Лаймана-альфа. Они также генерируют мощные ветры, которые могут сдуть космический газ галактик, позволяя свету уйти. Эти ветры и энергия звездообразования также могут лишить атомы газа электронов, что в противном случае позволило бы ему поглощать свет, делая его прозрачным.

«Мы знали, что существует вероятность того, что мы пропустили более слабые галактики, но мы не знали, что их будет так много так близко к этим более ярким галактикам», — говорит Виттен. «Мы не знали, что они помогали этому выбросу выйти наружу».

Исследователи провели серию симуляций, чтобы проверить свою гипотезу, и обнаружили, что взаимодействия между галактиками действительно создают странные каналы в газе, позволяя выбросам водорода просачиваться наружу таким образом, что наши телескопы могут это обнаружить. «Раньше у нас было своего рода предвзятое представление об этих очень ранних галактиках, и оно не могло объяснить хаотический процесс их слияния», — говорит Виттен. «Этого выброса, который, как мы думали, не должно существовать, это объяснило».

Есть и другие возможные объяснения, в том числе турбулентность от активные черные дыры в центрах этих галактик, но кажется, что галактические слияния должны играть значительную роль, говорит Виттен. Однако, имея выборку всего из девяти галактик, мы не можем быть уверены, что это единственный ответ.

Виттен и его коллеги ждут, пока данные JWST о большем количестве излучателей Лайман-альфа станут общедоступными, и пока они это делают, они изучают другие сливающиеся галактики, чтобы более точно понять этот процесс. «Чтобы по-настоящему доказать эту гипотезу, нам придется увидеть, как она будет действовать, когда в ближайшие годы мы обнаружим еще десятки, если не несколько сотен», — говорит Аюш Саксена в Оксфордском университете, который не принимал участия в этой работе. «Если мы продолжим находить эти сливающиеся галактики, то эта тайна действительно будет раскрыта».

Темы: