Английский язык. Тысячи / I (четыре тысячи) / Полный перевод
.docxБегущие огни: звезды-беглецы повторно ионизировали древнюю вселенную?
В начале был свет — яркий свет от большого взрыва, сияющего через море протонов, нейтронов и электронов. Но поскольку вселенная расширилась и охладилась, электроны присоединились к протонам, создав нейтральные водородные атомы, и так как вселенная продолжала остывать, свет погас. В конечном счете, однако, что-то оторвало электроны от протонов, таким образом повторно ионизируя вселенную. С тех пор космос стал ионизированным — содержащим плазму из положительных ионов и электронов. Сейчас в представленной статье предлагается раскрыть удивительное дело: как звезды-беглецы бросили свои галактические места рождения?
«Повторная ионизация была одним из главных катастрофических событий в истории вселенной», - говорит Charlie Conroy, астроном Калифорнийского университета Санта-Круз. Но поскольку повторная ионизация произошла так давно, даже у самых сильных телескопов нет возможности на полную мощь исследовать эту отдаленную эпоху. Наблюдения за самыми дальними квазарами так же, как за послесвечением большого взрыва, указывают, что повторная ионизация состоялась где-то между 6 и 12 красным смещением, мерой астрономического расстояния, которое соответствует времени, когда вселенной было только от 380 до 960 миллионов лет. Но что именно вызвало это грандиозное преобразование, остается загадкой.
Причиной тому должно было быть что-то горячее, потому что только горячие объекты испускают жесткое ультрафиолетовое излучение, длина волны которого меньше чем 912 ангстремов или 91.2 нанометра (нанометр - одна миллиардная метра), и чьи фотоны так энергичны, что способны отделить электроны от протонов. Квазары когда-то казались логической составляющей, потому что они и горячие, и яркие, и начали существовать давно. Но астрономы не способны найти достаточное количество квазаров на больших расстояниях, что позволило бы завершить работу.
Таким образом, центром внимания стали горячие звезды. Беда в том, что эти звезды, по-видимому, находились в галактиках, заполненных нейтральным водородным газом, который поглощает жесткое ультрафиолетовое излучение.
«Из всех ионизирующихся фотонов, которые горячие звезды производят в сегодняшних галактиках, только около процента фактически оставляют свою галактику», - говорит Conroy. «Эти ионизированные фотоны тратятся впустую в самой галактике».
Уже сейчас в работе, что появиться в выпуске от 20 августа Астрофизического Журнала, Conroy и Kaitlin Kratter из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики предлагают решение этой дилеммы. Они говорят, что горячие звезды-беглецы - звезды, выброшенные из своих мест пребывания - возможно, повторно ионизировали раннюю вселенную.
Звезды, рожденные самыми тяжелыми — в 16 раз больше чем Солнце — так горячи, что астрономы классифицируют их как спектрального тип O. Эти звезды O-типа пылают синим и испускают большую часть своей радиации в волнах ультрафиолетового диапазона, а затем взрываются спустя всего несколько миллионов лет после рождения. В нашей собственной галактике, Млечном пути, приблизительно 30 процентов из них являются звездными беглецами. Одним известным примером, видимым невооруженным глазом, является звезда Mu Columbae, которая бежит из ее места рождения в созвездии Orion и теперь целиком проживает в другом созвездии.
Звезда-беглец может совершить свой побег, когда другая звезда, на чьей орбите находится звезда-беглец, взрывается, высвобождая ее на высокой скорости. Беглецы также появляются из звездных групп, где гравитационные столкновения среди звезд отшвыривают некоторых участников.
Наша галактика так огромна, с диаметром больше чем 100,000 световых лет, что звезды-беглецы O-типа не оставляют ее во время своих коротких жизней. В ранней вселенной, однако, галактики были намного меньше. Во время эпохи повторной ионизации их размеры, возможно, были всего несколько сотен световых лет в ширину. «Если звезда движется с высокой скоростью, то она может фактически оставить родительскую галактику», - говорит Kratter. Тогда жесткое ультрафиолетовое излучение звезды сияет в пространстве вне галактики. В результате, Conroy говорит: «Эти звезды могли бы быть очень важным участником в повторной ионизации вселенной».
«Это походит на жизнеспособную гипотезу, что эти звезды-беглецы могут значительно способствовать ионизирующему излучению», - говорит Brian Siana из Калифорнийского университета, Риверсайд. «Но вопрос: действительно ли они являются доминирующим фактором?» Siana говорит, что взрывы сверхновых звезд, возможно, создали отверстия в газах первых галактик, производя структуру, подобную швейцарскому сыру, которая позволила жесткому ультрафиолетовому излучению от горячих звезд просачиваться из галактик, устраняя потребность в беглецах.
Conroy и Kratter предлагают способ проверить их идею. Астрономы не видят отдельные звезды на больших расстояниях, соответствующих эпохе повторной ионизации. Но если бы горячие звезды сбежали из первых галактик, то сами галактики должны иметь большие длины волн там, где они испустили ультрафиолетовое излучение, чем обычные их длины волн, потому что горячие, ультрафиолетовые яркие звезды-беглецы покинули свои дома. Наблюдение таких отдаленных галактик является слишком сложной задачей даже для космического телескопа Хаббл, но Conroy и Kratter говорят, что 30-метровые наземные телескопы, запланированные в будущем, должны найти их, проливая новый свет на древнюю метаморфозу вселенной.