Используя телескоп «Keck I», международная команда астрономов провела наблюдения очень древней галактики GN-z11, свет от которой шел к Земле 13,4 миллиарда лет. Полученные данные позволили подтвердить, что она находится на красном смещении (z) ~11, то есть является самым далеким от нас астрофизическим объектом в известной Вселенной. Однако еще более важным достижением стала фиксация сигнала продолжительностью несколько минут, который пришел из ее окрестностей и интерпретируется как ультрафиолетовая вспышка, связанная с гамма-всплеском. Две статьи (раз, два), описывающие исследование, представлены в журнале Nature Astronomy.
«Эти результаты важны для понимания образования самых первых звезд и галактик в очень ранней Вселенной», – сообщил редакции Ин-Спейс Ляньхуа Цзянь, ведущий автор исследования из Института Астрономии и Астрофизики им. Кавли (Япония).
Галактика не первого поколения
Согласно общепринятой космологической модели, вскоре после Большого взрыва Вселенная пережила эру «темных веков», в конце которой начали формироваться крупномасштабные структуры, что привело к рождению звезд и галактик.
Первые звезды образовались примерно через 150 миллионов лет после Большого взрыва, а галактики – спустя еще 100 миллионов лет. В то же время начали формироваться и расти «семена» сверхмассивных черных дыр. Эти астрофизические объекты постепенно реионизировали Вселенную.
Эпоха реионизации длилась несколько сотен миллионов лет и представляет собой один из важнейших фазовых переходов. Основная цель будущих телескопов – понять этот период космической истории и обнаружить свет самых первых объектов.
«Спектроскопические наблюдения галактики GN-z11 проводились в ближнем инфракрасном диапазоне. Полученные из них данные свидетельствуют о высоком содержании в ней металлов, то есть элементов, отличных от водорода и гелия. Это означает, что GN-z11 не является галактикой первого поколения, в которой их содержание было бы минимальным», – отметил Ляньхуа Цзянь.
Мощный взрыв в ранней Вселенной
В ходе анализа данных астрономы случайно заметили в них яркую вспышку в GN-z11, получившую обозначение GN-z11-flash. Она проявилась в виде компактного непрерывного спектра на одном изображении с продолжительностью менее 3 минут.
«Спектр демонстрирует заметные особенности теллурического поглощения, указывающие на то, что вспышка возникла над атмосферой Земли. Мы провели всесторонний анализ происхождения GN-z11-flash и исключили возможность того, что она пришла от каких-либо известных источников, таких как искусственные спутники или движущиеся объекты в Солнечной системе», – пояснил Ляньхуа Цзянь.
Дальнейшее изучение вспышки показало, что она, возможно, связана с гамма-всплеском в GN-z11, поскольку ее спектр, яркость и длительность согласуются с такой интерпретацией. Этот результат может означать, что гамма-всплески – огромные выбросы энергии, прародителями которых, вероятно, являются сверхновые, – происходили уже через 420 миллионов лет после Большого взрыва.
