Ученые: "космическая змея" раскрыла тайны рождения первых звезд

Наблюдения за необычной галактикой, ставшей похожей на гигантскую "змею" в результате ее искривления гравитационной линзой, помогли астрономам узнать, как формировались одни из первых звезд в юной Вселенной, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy.

"Мы давно предполагали, что гигантские скопления газа длиной в тысячи световых лет, где рождались первые звезды Вселенной, на самом деле состояли из множества мелких и не связанных между собой "звездных яслей". Нам невероятно повезло, что мы смогли подтвердить эти предположения при помощи снимков, полученных благодаря "космической змее", - рассказывает Валентина Тамбурелло (Valentina Tamburello) из университета Цюриха (Швейцария).

Считается, что любое скопление материи большой массы, в том числе и темной, взаимодействует со светом и заставляет его лучи искривляться, как это делают обычные оптические линзы. Такой эффект ученые называют гравитационным линзированием. В некоторых случаях искривление пространства помогает астрономам увидеть сверхдалекие объекты - первые галактики Вселенной и их ядра-квазары - которые были бы недоступны для наблюдения с Земли без гравитационного "увеличения".

Если два квазара, галактики или других объекта расположены друг за другом для наблюдателей на Земле, возникает интересная вещь - свет более далекого объекта расщепится при прохождении через гравитационную линзу первого. Из-за этого мы увидим не два, а пять ярких точек, четыре из которых будут световыми "копиями" более далекого объекта.

Подобная структура часто называется "Эйнштейновским крестом" из-за того, что ее существование предсказывается теорией относительности. Что самое важное, эта же теория говорит, что каждая копия объекта будет представлять собой "фотографию" квазара, галактики или сверхновой в разные периоды их жизни из-за того, что их свет тратил разное количество времени на выход из гравитационной линзы.

Одним из самых ярких примеров подобных линз является скопление галактик MACSJ1206 в созвездии Девы, больше известное среди астрономов под названием "космическая змея". Оно получило такое имя из-за того, что притяжение этой группы "звездных мегаполисов" искривляет свет еще более далекой галактики таким образом, что она превратилась в полоску света, похожую на гигантскую змею.

Ее "зеркальные" отражения, как заметили Тамбурелло и ее коллеги, имеют нормальную, неискаженную форму, что позволило ученым использовать эту "змею" для изучения того, как устроены звездные ясли в древней галактике, и проверить популярные сегодня теории о том, что пыль и газ вели себя в "юной" Вселенной совсем не так, как сегодня.

Дело в том, что снимки других гравитационных линз, полученные при помощи "Хаббла", показали, что подобные галактики состоят из нескольких гигантских "звездных яслей" шириной в тысячи световых лет и массой в миллиарды Солнц, внутри которых формируются причудливые гигантские звезды, почти полностью состоящие из чистого водорода. Ни подобные скопления газа, ни такие светила не существуют сегодня в принципе, что заставило многих космологов считать, что в ранней Вселенной могли господствовать совсем другие условия, чем сейчас.

Как показали наблюдения за "копиями" увеличенной галактики, на самом деле это не совсем так - гигантские облака газа, найденные "Хабблом", на самом деле представляют собой десятки крупных "звездных яслей" длиной в 60-90 световых лет, расположенных близко друг к другу. Их масса гораздо скромнее - они тяжелее Солнца лишь в десятки миллионов, а не в миллиарды раз.

Как признают исследователи, это также трудно объяснить при помощи современных теорий эволюции галактик, но они тоже могут быть разделены на множество мелких объектов, которые мы пока не видим. С другой стороны, это никак не объясняет того, почему внутри этих скоплений наблюдается запредельно высокая плотность и скорость формирования звезд.

Новое поколение наземных телескопов, таких как европейский E-ELT и скандальный американский TMT, как надеются Тамбурелло и ее коллеги, поможет проверить это предположение и полностью раскрыть загадку того, почему в этих галактиках новые светила формировались в сотни и тысячи раз быстрее, чем рождаются звезды в Млечном Пути сегодня.