Международная группа исследователей построила модель, которая связывает характеристики первых звезд во Вселенной с космическим радиосигналом длиной в 21 сантиметр. Этот сигнал чувствителен к разным массам звезд. Отслеживая его изменения с помощью радиотелескопов, ученые смогут выяснить массу, яркость и распределение самых ранних звезд по Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Сразу после Большого взрыва Вселенная была темной и холодной. Спустя 50 миллионов лет после взрыва газ начал остывать, из протонов и электронов образовывались нейтральные атомы водорода, а свет стал свободно перемещаться. Тогда родились первые звезды и наступила эпоха Космического рассвета. Однако увидеть первые звезды напрямую невозможно даже с помощью самых мощных телескопов — космические тела слишком далеки и их свет уже ослаб.
Международная команда ученых решила выяснить массу и другие свойства самых ранних звезд. Они сосредоточились на радиосигналах в диапазоне 21 сантиметра от атомов водорода, заполняющих раннюю Вселенную между первыми звездами. На силу сигнала влияют внешние источники — излучение ранних звезд и черных дыр.
Исследователи смоделировали зависимость радиосигнала от масс первых звезд с учетом водородно-гелиевого состава Вселенной, влияния ультрафиолетового света и рентгеновского излучения от двойных систем, состоящих из обычной и коллапсировавшей звезды. Оказалось, что ранее ученые не учитывали яркость и количество двойных систем, и поэтому не смогли увидеть, что радиосигнал чувствителен к разным массам звезд.
Новые данные помогут прогнозировать сигнал от атомов водорода и фиксировать его с помощью радиотелескопов REACH и SKA. Сегодня они находятся в стадии разработки и калибровки, но в будущем устройства позволят исследовать массу, яркость и распределение самых ранних звезд по Вселенной.
«Прогнозы, о которых мы сообщаем, имеют огромное значение для нашего понимания природы самых первых звезд во Вселенной. Мы приводим доказательства того, что наши радиотелескопы могут рассказать нам подробности о массе тех первых звезд и о том, как эти ранние огни, возможно, сильно отличались от современных звезд. Радиотелескопы, подобные REACH, обещают раскрыть тайны зарождающейся Вселенной, и эти прогнозы необходимы для руководства радионаблюдениями, которые мы проводим с космодрома Кару в Южной Африке», — рассказал Элой де Лера Аседо из Кембриджского университета, Великобритания.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
