Астрономы обнаружили 33 тысячи водородных гало вокруг древних галактик

Согласно наиболее признанным космологическим моделям, ранняя Вселенная была наполнена массивными облаками нейтрального водорода. Из этого вещества за несколько сотен миллионов лет сформировались первые звёзды и галактики — событие, известное как «Космический рассвет».

Теоретически для столь быстрого образования галактик требовались огромные запасы водородного газа. Однако до недавнего времени астрономы находили свидетельства существования лишь нескольких тысяч таких облаков, называемых туманностями Лаймана-альфа.

Теперь группа исследователей с помощью телескопа Хобби-Эберли (HETDEX) в обсерватории Макдональд обнаружила десятки тысяч водородных гало, существовавших 10–12 миллиардов лет назад — в эпоху Космического рассвета. Результаты опубликованы в The Astrophysical Journal.

Руководили исследованием Эрин Ментуч Купер и Карл Гебхардт из Техасского университета в Остине. К ним присоединились учёные из институтов Японии, Германии и других стран. HETDEX изначально создавался для картографирования более миллиона галактик с целью изучения тёмной энергии.

Метод «стекинга» (статистического сложения спектров) позволяет выявлять очень слабые спектральные особенности, незаметные в отдельных галактиках. Водородный газ сам не излучает свет, но начинает светиться под воздействием ультрафиолета от ярких звёзд и галактик.

«Телескоп Хобби-Эберли — один из крупнейших в мире, — отметил соавтор исследования Дастин Дэвис. — А прибор HETDEX генерирует 100 000 спектров за одно наблюдение. Нас ждут удивительные открытия».

Предыдущие работы выявили лишь около 3000 гало, поскольку чувствительности инструментов хватало только на самые яркие примеры. К тому же наблюдения ранних галактик часто проводились с увеличением, исключающим объекты переднего плана, что скрывало объекты средних размеров.

Из 1,6 миллиона ранних галактик, идентифицированных HETDEX, команда отобрала 70 000 самых ярких. Суперкомпьютеры Техасского центра передовых вычислений проанализировали их на предмет окружающих гало. Почти половина кандидатов подтвердилась, что увеличило число известных водородных гало с 3000 до 33 000.

Диаметр вновь обнаруженных структур составляет от десятков тысяч до сотен тысяч световых лет. «Мы собрали почти полпетабайта данных не только о галактиках, но и о регионах между ними, — говорит Гебхардт. — Наши наблюдения охватывают область неба, равную более чем 2000 полным лунам». Это открытие подтверждает, что водородные гало не редкость, и поможет учёным детальнее изучить эволюцию ранней Вселенной.