Как реионизация водорода помогает изучать первые галактики? Когда первые звезды начали формироваться? Профессор Гарвардского университета Ави Лёб рассказывает о методах получения данных о самых ранних объектах во Вселенной в рамках проекта Serious Science, созданного командой ПостНауки.

У нас есть теоретические предположения о ранней Вселенной, основанные на большом количестве имеющихся данных. Основываясь на стандартной космологической модели, мы считаем, что первые звезды начали формироваться спустя несколько десятков миллионов лет после Большого взрыва — примерно между 50 и 100 миллионами лет. Мы хотим проверить, насколько наши предположения согласуются с реальными наблюдениями — именно это отличает науку от спекуляции. К счастью, мы можем увидеть, как выглядела Вселенная, когда была молода.

Мы можем увидеть влияние первых галактик на их окружение, так как звезды в них производили много ультрафиолетового излучения, которое может разрушать атомы заполняющего всю Вселенную водорода на составные части — протон и электрон. Водород является наиболее распространенным элементом. Поэтому вокруг первых галактик были области, где водород был разрушен на протоны и электроны.

Существует другой способ получить информацию о первых звездах — наблюдать их взрывы. Например, изредка происходит коллапс массивных звезд в черную дыру, в процессе которого образуются джеты — струи, которые могут проникать сквозь окружающую звезду вещество. В принципе, эти джеты могут быть видны с другого конца Вселенной — тогда они называются «гамма-всплески». Наблюдая их, мы можем проследить космологическую историю до самых ранних этапов эволюции нашего мира.