Звезды-беглянки

Запуск геодезической ракеты с телескопом CIBER. Фото: NASA

Ракетный телескоп CIBER помог НАСА выяснить, что межгалактическое пространство заполнено бесчисленным множеством «беглых звезд»

Александр Телишев

7 ноября, 2014 17:11

6 мин

Необычное открытие, сделанное инфракрасным телескопом CIBER, заставило астрономов пересмотреть свое мнение о том, как выглядят все галактики Вселенной. Излишки инфракрасного излучения, поступающего на Землю из межгалактической среды, подсказали ученым, что Млечный путь и другие скопления звезд окружены гигантским паутинообразным ореолом из звезд-шатунов, которые были выбиты из этих галактик в ходе слияний, столкновений и других катаклизмов. Новой информацией о жизни галактик астрономы поделились на пресс-конференции в Лаборатории реактивного движения НАСА, прошедшей в четверг.

Инфракрасный телескоп CIBER — один из самых необычных и «экстремальных» проектов, который проводился NASA в последние годы. Он представляет собой нечто среднее между наземными обсерваториями, такими как японо-чилийский телескоп TAO, и их орбитальными собратьями, такими как WISE или «Спитцер». Для проведения наблюдений CIBER поднимали на борту геодезической ракеты в верхние слои атмосферы, где у него появлялась возможность получить высококачественные снимки Вселенной в инфракрасном диапазоне, практически не уступающие в качестве и четкости фотографиям с орбитальных обсерваторий.

Начиная с 2009 года, CIBER совершил четыре серии полетов к границе между атмосферой Земли и космосом. Главной целью этих путешествий стал поиск ответа на вопрос, который достаточно давно волнует космологов и астрономов — почему пустое пространство между галактиками и вся Вселенная в целом в инфракрасном диапазоне примерно в два раза ярче, чем на то указывают теоретические расчеты и компьютерные модели.

Подготовка ракеты к запуску. Фото: NASA

Причиной этого феномена практически все ученые считают так называемое инфракрасное фоновое излучение Вселенной. Большинство астрономов полагает, что это излучение является отголоском бурного звездообразования в молодых и активных галактиках, существовавших в юности Вселенной. Их оппоненты считают, что источником инфракрасного фона Вселенной являются тусклые галактики, расположенные в относительной близости от Млечного пути.

Проблема заключалась в том, что проверить эти теории до запусков CIBER ученые просто не могли — «Спитцер» работает в достаточно узком диапазоне длин волн и не способен различить инфракрасное излучение, исходящее от первых звезд Вселенной, от свечения тусклых галактик и других близких к нам объектов.

«Идея создать CIBER зародилась во время одного из моих разговоров с космологом-теоретиком Асантой Курэем. Курэй рассказал мне о своей идее, что мы можем изучать галактики, пользуясь особенностями в крупномасштабной структуре Вселенной. Как мы знаем, все галактики рождаются внутри гало, своеобразных "бубликов" из темной материи, которые возникли в первые эпохи жизни Вселенной из-за неравномерного распределения материи во время ее взрывообразного расширения. У Асанты появилась гениальная идея — искать следы этих галактик и связанных с ними структур Вселенной прямо на инфракрасных снимках. С точки зрения практики нам гораздо проще получать и изучать крупномасштабные фотографии при помощи одной небольшой камеры, чем использовать большие телескопы для наблюдений за одиночными галактиками, постепенно перебирая их», — заявил журналистам Джейми Бок из Калифорнийского технологического института в Пасадене (США), один из создателей телескопа.

Опираясь на эту идею, Бок и его коллеги получили серию снимков «пустого» космического пространства, окружающего нашу Галактику, и удалили с них все источники инфракрасного излучения, которые относятся к внутригалактическим источникам света и ближайшим соседям Млечного Пути, которые видны нам в оптическом или радиодиапазоне. В результате этого на снимках осталось лишь фоновое излучение Вселенной.

«CIBER раскрыл несколько необычных вещей. Во-первых, флуктуации в фоновом излучении оказались слишком яркими для того, чтобы оно могло исходить от первых звезд и галактик Вселенной. Им пришлось бы сжечь огромную массу водорода для того, чтобы выработать так много света, а затем как-то спрятать "золу" — атомы и молекулы тяжелых элементов, возникающих в результате термоядерного синтеза в ядрах светил — которую мы сегодня не видим в окружающем нас мире. Кроме того, это свечение было слишком "синим" — благодаря Допплеровскому смещению, первые галактики должны быть краснее благодаря тому, что их свет будет поглощаться водородом, но нам так и не удалось найти никаких следов поглощения в спектре», — добавил Майкл Земков, другой участник пресс-конференции из Калтеха.

Две концепции зарождения инфракрасного фонового излучения Вселенной. Источник: NASA

Как считает Бок, у этого есть одно очень простое объяснение. По его мнению, считавшееся ранее пустым пространство между Млечным путем и его соседями должно быть заполнено огромным числом «звезд-бродяг», выброшенных из галактик в ходе многочисленных эпизодов слияний, столкновений и прочих катаклизмов вселенских масштабов. На долю этих звезд, по оценкам калифорнийского космолога, приходится примерно такой же объем инфракрасного излучения, который вырабатывается всеми галактиками Вселенной.

Следы подобных столкновений и слияний, которые пережила наша Галактика, можно заметить и сегодня. Так, ближайший сосед Млечного пути, карликовая галактика в созвездии Стрельца (Sgr DEG), уже два раза столкнулась с ним за последние два миллиарда лет и потеряла свыше 75% темной материи и большую часть звезд. Результатом этих космических ДТП стали две загадочных структуры на окраинах нашей Галактики — «кольцо Единорога» и четыре хвоста-гирлянды из звезд, которые сегодня опоясывают Млечный Путь и физически связывают его с Sgr DEG.

«Мы думаем, что звезды разбрасываются по межгалактическому пространству в результате подобных столкновений галактик. Предыдущие наблюдения показали, что звезды выбрасываются из галактик в виде узких лент, и снимки с CIBER позволяют нам говорить о том, что подобные столкновения и «катапультирования» светил происходят очень часто», — продолжает калифорнийский астроном.

По его мнению, астрономам следует пересмотреть и значительно расширить понятие того, что собой представляет галактика. Земков предлагает включить в него не только компактный центр галактики — ее ядро, рукава, гало и другие элементы, но и нити «космической паутины», к которой прилипли ее светила, выброшенные в ходе столкновений с другими звездными мегаполисами.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе