Специалисты Южной европейской обсерватории (ESO) провели наблюдения галактик, удаленных на почти 11 млрд световых лет. Когда расположенный в чилийских горах Очень большой телескоп (VLT, Very Large Telescope, официальное название инструмента) поймал их свет, с момента наблюдаемых событий прошло 11 млрд лет.

Исследователи, о работе которых вкратце рассказывается на сайте ESO со ссылкой на научную публикацию в Nature, заглянули в раннюю Вселенную возрастом всего 2 млрд лет. По космологическим масштабам это довольно небольшой срок: звезды к означенному времени уже сформировались, а вот эпоха галактик только начиналась.

Пояснения

Южная европейская обсерватория находится в Южной Америке из-за на редкость благоприятных условий для наблюдений. Там работают ученые из нескольких десятков стран: а работа, о которой сейчас идет речь, подписана итальянскими астрономами. Кроме этой статьи в Nature GZT.RU писал о многих других исследованиях в ESO— от поиска экзопланет до панорамного фотографирования Млечного Пути.

Понять временные масштабы могут помочь такие числа: Солнце возникло около 4,5 млрд лет назад и ему осталось примерно столько же, самые массивные звезды сгорают за десятки миллионов лет, а с момента появления первых наземных животных прошло около 400 млн лет.

Первоматерия

Через 2 млрд лет после Большого взрыва Вселенная значительно отличалась от современной. И основное отличие заключалось в ином химическом составе: доля главных и на сегодняшний день водорода с гелием была намного больше. Все остальные химические элементы еще не успели синтезироваться в термоядерных реакциях внутри звезд: львиная доля вещества не успела пройти через недра звезд.

Это обстоятельство и позволило астрономам выяснить, откуда взялись наблюдаемые галактики: ведь проследить за их развитием в динамике невозможно, но зато по испускаемому галактиками свету можно определить их химический состав. Спектральный анализ позволяет ответить на вопрос о том, из каких элементов образованы звезды галактики вкупе с межзвездным веществом, а эта информация в свою очередь немало скажет астрофизикам.

Ученые выяснили, что в центральной части изученных галактик очень мало тяжелых элементов— там преимущественно водород и гелий. Конечно, для ранней Вселенной повышенное содержание первых двух элементов таблицы Менделеева абсолютно закономерно, но все-таки в тех местах, где выявляется наибольшее количество звезд, так быть не должно. Синтезированных в недрах светил элементов было слишком мало даже для тех времен.

Аномалии нашли объяснение. Галактика— это не только звезды, даже если не затрагивать невидимую массу вроде темной материи и черных дыр. Очень много вещества содержится в межзвездных облаках газа, а спектральный анализ, проведенный с расстояния в миллиарды световых лет, дает состав и звезд, и межзвездной среды разом.

Из ничейного материала

Межзвездный газ в центральных, наиболее активных, областях древних галактик был затянут извне. Галактика росла за счет поглощения окружающего ее вещества: и именно это составляет суть открытия. Далеко не банальную, поскольку галактики, подобные Млечному Пути, формируются совершенно иначе.

В «наши дни» (то есть в последние несколько миллиардов лет) образование новых галактик происходит преимущественно за счет слияния галактик меньшего размера. Найти межгалактическое вещество, которое еще не было подхвачено, крайне сложно: весь материал уже разобрали.

Что, впрочем, не означает скорого дефицита водорода и гелия для зажигания звезд. Водорода, исходного материала для формирования светил, все еще около 75% (по массе. А по числу атомов- и все 90%), этого элемента больше, чем всех остальных вместе взятых. Если посмотреть на самые крупные небесные тела Солнечной системы, то мы увидим преимущественно водород: Солнце состоит из него на 75%, Юпитер— на 90%, Сатурн— на 96%, а Уран— на 80–85%.

Тяжелые элементы в больших количествах содержатся либо в планетах земного типа с твердым скальным ядром, либо в оставшемся после вспышек сверхновых звезд веществе. Часть веществ уходит в черные дыры или оседает в белых карликах и нейтронных звездах: гравитация последних настолько велика, что отдельные ядра атомов превращаются в одно большое ядро. 

http://www.gzt.ru/topnews/science/-astronomy-raskryli-sekret-poyavleniya-galaktik-iz-/329593.html?from=copiedlink