Черные дыры "подогрели" Вселенную

До недавних пор считалось, что Вселенная стала нагреваться всего-навсего примерно 150 миллионов лет спустя после Большого взрыва. С этой датировкой категорически не согласна команда астрономов во главе с Реннаном Барканой из Тель-Авивского университета (Израиль). Построенная ими модель показала, что разогрев Вселенной произошел значительно позднее.

Фото:

Долгое время Вселенную считали статичной и неизменной, но в 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что она постоянно расширяется. Следовательно, Вселенная не существовала всегда, а возникла в результате каких-то процессов, рассудил ученый. Так появилась пресловутая теория Большого взрыва.

Читайте также: Вселенную породила черная дыра?

Традиционно считается, что это знаменательное событие произошло примерно 13 миллиардов лет назад. До этого Вселенная была лишь небольшим сгустком невероятно плотного вещества, раскаленным до температуры в миллиарды градусов. В момент взрыва частицы вещества с колоссальной скоростью разлетелись в разные стороны, и Вселенная начала расширяться. Но, так как частицы были слишком горячими, поначалу они не могли соединяться в атомы. Это произошло только после того, как Вселенная в достаточной мере охладилась: примерно миллион лет спустя после начала процесса расширения ее температура упала до 4000 по Цельсию. Для нас это все равно очень много. Но по космическим меркам такого охлаждения хватило, чтобы образовались водород и гелий, а затем и более тяжелые элементы… Из остывающих частиц формировались газопылевые облака. Благодаря силам гравитации частицы газа и пыли слипались между собой, образуя планеты, звезды и галактики. Так возникла и наша Солнечная система, зародившаяся около 5 миллиардов лет назад.

Как показывают расчеты, сразу после того, как Вселенная резко расширилась в результате Большого Взрыва, наполнявший ее к тому моменту газ быстро охладился. Но затем он вновь начал нагреваться. Этот процесс называется реионизацией. И, помимо ультрафиолетового излучения молодых звезд, возникших на заре Вселенной, в нем могли сыграть значительную роль парные системы, состоявшие из звезды и черной дыры. Каким образом? Черная дыра должна была притягивать и поглощать материю светила, отчего происходил разогрев аккреционного диска и звезда начинала излучать в рентгеновском диапазоне. Это давало дополнительный (вторичный) разогрев.

Между тем, непосредственно проследить процесс разогрева весьма сложно, так как невозможно наблюдать события в столь удаленных районах. Правда, предположили ученые, началу нагрева должны были соответствовать резкие флуктуации (колебания) в спектрах излучения рассеянного в космосе водорода. Однако проведенное моделирование показало, что это не так.

В результате анализа спектра рентгеновского излучения пар объектов "звезда — черная дыра" специалисты сделали вывод, что их роль в подогреве космического газа не могла быть столь эффективной, как считалось ранее. Скорее всего, Вселенная нагрелась в куда более поздние времена. По крайней мере, заметно нагреться она могла лишь 400 миллионов лет спустя после события, которое принято называть Большим взрывом. При этом парные системы из звезд и черных дыр не формировали ионизированных пузырей газа, которые окружали участки, еще не подвергнутые ионизации (как гласила предыдущая теория), а нагревали сразу весь объем газа. Поэтому в крупных масштабах реионизация стала заметна лишь к концу периода нагревания, а не вскоре после его начала.

С одной стороны, флуктуации незначительного масштаба сложнее отследить при помощи телескопов. С другой же стороны, раз фактический нагрев газа произошел в относительно позднюю эпоху, его следы можно обнаружить и в менее отдаленных от нас регионах. А значит, можно их наблюдать.

Новые данные заставляют также подвергнуть коррекции оценки скорости первичного формирования звезд и галактик. Известно, что некоторые галактики возникли лишь сотни миллионов лет спустя после Большого взрыва. В таком случае, если бы происходило вторичное разогревание газа, то они должны были бы развиваться с огромной скоростью: на медленное формирование у них просто не хватило бы времени. Так что картина развития Вселенной теперь выглядит совсем иначе, чем она представлялась нам совсем недавно. И, скорее всего, это не последняя "корректировка".

Все самое интересное читайте в рубрике "Наука и техника"