Карликовые галактики оказались способны реионизировать газ в ранней Вселенной

Астрономы при помощи телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» выяснили, что тусклые маломассивные галактики были способны обеспечить реионизацию межгалактического газа в ранней Вселенной, не требуя при этом большой доли ускользающего из галактики ультрафиолетового излучения. Статья опубликована в журнале Nature.

Эпоха Реионизации имела место через 600–800 миллионов лет после Большого взрыва, когда нейтральный водород, заполнявший Вселенную во время Темных Веков, повторно ионизовался ультрафиолетовым излучением первых звезд и галактик. При этом, вопрос о том, каков был вклад в ионизацию газа разных источников излучения, таких как квазары, яркие галактики или маломассивные галактики, по-прежнему остается предметом споров. Способность галактик реионизировать Вселенную зависит от плотности генерируемых ими ионизирующих фотонов в единицу времени и доли этого излучения, которая уходит на ионизацию межгалактического газа.

Группа астрономов во главе с Хакимом Атеком (Hakim Atek) из Парижского института астрофизики опубликовала результаты исследований восьми ультратусклых галактик, представляющих собой кандидаты в галактики в эпоху Реионизации. Отбор целей производился по данным наблюдений телескопов «Хаббл» и «Джеймс Уэбб» за скоплением галактик Abell 2744, выступающим в роли гравитационной линзы для галактик, лежащих за скоплением. Отобранные цели исследовали спектроскопически при помощи «Джеймса Уэбба».

Спектроскопическое красное смещение для восьми галактик составляет z=6-7,7, а их абсолютные звездные величины составляют от −17 до −15. Они характеризуются чрезвычайно низкими звездными массами (10^5,88 — 10^7,12 масс Солнца), низким уровнем запыленности и очень молодым населением из массивных звезд, с возрастом несколько миллионов лет.

До сих пор в большинстве моделей реионизации приходилось делать большую долю ускользающего из галактики излучения (обычно около двадцати процентов), однако в случае выбранных галактик это значение составило более пяти процентов, так как их эффективность образования ионизирующих фотонов (количество ионизирующих фотонов на единицу плотности ультрафиолетовой светимости галактики) оказалась в четыре раза больше типичных значений. Если эти результаты могут быть распространены на крупномасштабное распределение тусклых галактик, то подобные системы могли генерировать достаточно ионизирующих фотонов, чтобы поддерживать реионизацию межгалактического газа при z около семи.

Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» нашел рекордно далекое протоскопление галактик в очень ранней Вселенной.