Космос не рождался холодным: найдено доказательство предварительного нагрева Вселенной до первых звёзд

Учёные сделали неожиданное открытие: ранний космос не был таким холодным, как предполагалось ранее. Исследование Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) показало, что Вселенная на этапе Эпохи реионизации уже имела определённое тепло, что противоречит прежним моделям.

Вселенная до звёзд

Традиционно считалось, что до появления первых светил космос пребывал в состоянии "сверхохлаждения". Этот период, известный как "Тёмные века", представлял собой долгие столетия после Большого взрыва, когда пространство было заполнено лишь нейтральным водородом, а источников света ещё не существовало.

Ситуация изменилась, когда газовые облака коллапсировали в звёзды первого поколения. Они светились ярче современных и выделяли достаточно энергии, чтобы ионизировать водород. Именно тогда пространство стало прозрачным для света, и эпоха получила название реионизации.

Таблица: старые и новые представления о раннем космосе

Неожиданное открытие

"Мы ожидали, что межгалактический газ будет очень холодным, но наши измерения показывают, что он уже был нагрет до определённого уровня. Это исключает сценарий "очень холодной реионизации”, — поясняет руководитель проекта по изучению Эпохи реионизации в ICRAR Катрин Тротт

Учёные предполагают, что предварительный нагрев мог быть вызван излучением рентгеновских лучей от первых чёрных дыр и звёздных остатков. Их энергия распространялась по Вселенной, согревая газ ещё до массового появления звёзд.

Как удалось это выяснить

Астрономы из ICRAR используют радиотелескоп Murchison Widefield Array (MWA) в Западной Австралии. Он ищет так называемую линию водорода — излучение с длиной волны 21 см, способное рассказать о состоянии космоса в "тёмные века".

Главная сложность — множество радиопомех.

"Помехи создают ближайшие звёзды, галактики, земная атмосфера и даже сам телескоп, мы разработали методы, которые позволяют отфильтровать ненужные сигналы и объединить данные, собранные за 10 лет наблюдений. Это дало нам беспрецедентно чистую картину неба", — объясняет радиоастроном Ридхима Нунхуки.

Что дальше

Хотя долгожданный сигнал линии водорода пока не зафиксирован, исследователи считают его обнаружение лишь вопросом времени.

"Сигнал определённо существует. Нужно лишь больше данных и более чистые измерения, чтобы наконец его поймать", — уверена Нунхуки.

Открытие, что космос был "предварительно нагрет", меняет представления о ранней Вселенной и её эволюции. Теперь астрономам предстоит уточнить, какие именно процессы вызвали этот нагрев и как они повлияли на формирование первых звёзд и галактик.