Астрономы выявили холодные потоки первичного водорода, которые, по мнению учёных, являются остаточной материей, сформировавшейся после Большого Взрыва. Считается, что именно эта материя служит источником энергии для удалённых галактик, в которых формировались сотни миллионов звезд в ранней Вселенной. Мощные потоки газа в галактиках, имеют весьма важное значение для объяснения процессов, которые происходили во Вселенной порядка 10 млрд. лет назад, когда процессы звездообразования лишь набирали свою силу.
Дабы сделать такие выводы, астрономы под руководством Neil Crighton из Max Planck Institute for Astronomy and Swinburne University использовали метод «космического сопоставления»: яркий, отдалённый квазар использовали в качестве «космического маяка», что позволило осветить поток водорода. Результаты исследований были опубликованы 2 октября в журнале «Astrophysical Journal Letters».
В рамках исследования использовался Large Binocular Telescope, расположенный в штате Аризона, а также 10 метровые телескопы астрономической обсерватории W. M. Keck Observator, находящейся на вершине горы Мауна-Кеа острова Гавайи. Приоритетная галактика была обнаружена учёными из California Institute of Technology — Charles Steidel и Gwen Rudie, которые также являются соавторами проводимых исследований.
По мнению авторов исследования, галактики, подобные нашему Млечному Пути, сформировались благодаря «питанию» атомами водорода межгалактического пространства.
Примерно 10 миллиардов лет тому назад, когда Вселенная была ещё совсем «юна», ранние прото-галактики находились в состоянии крайней активизации своей деятельности, формируя новые звезды в 100 раз более активно нежели сегодня. Ввиду того, что звезда образуется из газа, галактики нуждаются в постоянном источнике космической энергии. За последнее десятилетие компьютерные модели формирования галактик стали настолько детализированными, что фактическим могут предсказать, как происходило их формирование и дальнейшее «питание»: газовые воронки галактик, проходя вдоль «холодных потоков» улавливали газ межгалактической окружающей среды, тем самым постоянно восполняя запасы «сырья», необходимого для формирования звёзд.
Однако проверка этой теории оказалась весьма непростой задачей, поскольку газ на краях галактик настолько разрежен, что излучает очень мало света. Ввиду этого астрономы пришли к выводу, что им необходимо найти «маяк», дабы использовать его в качестве подсветки при «космическом сопоставлении». Квазары, которые являются самыми яркими объектами во Вселенной, — идеально для этого подходили. Свет от квазара, двигаясь по направлению к Земле, проходит через галактики и первичный газ, прежде чем достичь телескопов. Космический газ выборочно поглощает свет в очень узких частотах, которые астрономы называют «линиями поглощения». Модель и форма этих линий обеспечивает получение «штрих кода», благодаря которому астрономы могут определить химический состав, плотность и температуру газа.
Используя эту технику, команда астрономов во главе с Neil Crighton, нашда лучшее на сегодняшний день доказательство потока древнего межгалактического газа. Галактика, известная как Q1442-MD50, настолько отдалена от нас, что потребовалось бы порядка 11 млрд лет, чтобы её свет достиг поверхности Земли. Первичный газ, попадающий в галактику с расстоянии порядка 19 тысяч световых лет от Q1442-MD50 удалось зафиксировать благодаря фоновой «подсветке» квазара QSO J1444535+291905.
Самый важный аспект открытия в том, что были обнаружены все характерные признаки космического дейтерия – устойчивого изотопа водорода (с дополнительным нейтроном в ядре). Учёные доказали, что водород, гелий и их устойчивые изотопы, такие как дейтерий, были синтезированы через несколько минут после Большого Взрыва, когда Вселенная была достаточно горячей, чтобы обеспечить энергией все происходящие в ней ядерные реакции. Более тяжёлые элементы, такие как углерод, азот и кислород сформировались значительно позже в раскалённых «печах» звезд. Поскольку враждебные физические условия в центре звезд разрушили бы хрупкий изотоп дейтерия, наличие его в газе подтверждает, что газ, поступающий в галактику, является действительно древним материалом, оставшимся после Большого Взрыва.
Астрономы задались целью обнаружить по меньшей мере десять подобных примеров «холодных» потоков. Учёные считают, что это поможет выяснить, сколько межпланетного газа поступает в галактику и как именно происходит его «использование».
