Când primele galaxii formate?

În ultimele decenii, astronomii au avut o reprezentare constantă a evoluției Universului timpuriu și apariția primelor stele și galaxii. In 370 000 de ani după Big Bang, temperatura universului în expansiune a scăzut într-o asemenea măsură încât protonii și electronii au putut să înceapă formarea atomilor neutri. Deci, nu a existat mai multe gaze dintr-un sindicat absoarbe radiațiile - o epocă, care se numește „Evul Mediu.“

Inițial, un gaz a fost aproape perfect uniform distribuite în spațiu. Dar atunci gravitația devine mai inegală în distribuția sa, și la numai câteva sute de milioane de ani, cu gaz a început formarea primelor stele, din care vor fi, de asemenea, primele galaxii:

Radiațiile de la prima generație de stele ionizat de gaz restul universului, aducându-l la aproximativ stadiul în care trăim acum. Astfel sa încheiat „epoca întunecată“ ...

De fapt, pentru a înțelege ce se întâmplă după începutul formării de stele și până la sfârșitul veacurilor „întunecate“, este destul de dificil. Formarea lor a lansat un lanț de foarte complicat pentru procesele de modelare, încălzirea și răcirea de nori de gaze, explozii de supernove, absorbția de materie primă găuri negre, cele mai puternice vânturi stelare ... Prea mulți factori care au influențat imaginile care urmează să fie numit până la sfârșitul clar.

O mai bună înțelegere a ceea ce se întâmplă de observare ajutat. Și în 2009, astronomii au considerat că aceste observații au început deja. Prin intermediul unor fotografii realizate „Hubble“, mai întâi de o duzină de cuplu s-au găsit, și apoi mai mult de o mie de galaxii foarte timpurii, multe dintre care fac parte din primul miliard de ani dupa Big Bang. Evident, au trebuit să păstreze stele tinere de albastru, și se pare că este pentru ei, oamenii de știință care au analizat aceste imagini găsesc. Cu toate acestea, câțiva ani mai târziu, un grup condus de Richard Ellis (Richard Ellis) din California Institute of Technology din Pasadena (Statele Unite ale Americii) luate în monoterapie Mai multe astfel de piesa de observare galaxii, folosind filtru de culoare suplimentar, cu un timp total de expunere de 23 de zile ...

Multe dintre primele galaxii înregistrate „Hubble“, la o inspecție mai atentă sa dovedit a fi nu chiar așa, și mai devreme. (Aici și mai jos ilustrează NASA, ESA, R. Ellis (Caltech), UDF 2012 Echipa.)

...Și asigurați-vă că stelele reale ale acestor galaxii au fost mult mai roșii studii au demonstrat de imaginile în 2009. Mulți roșu! Galaxy, care apare prin 560-780 mln după Big Bang, au fost compuse din stele varsta de 100-200 de milioane de ani. Atunci când la începutul anului 2013, aceste date au devenit disponibile comunității astronomice, a căzut întrebări nedumerit. Faptul că informația a fost publicată în același timp, a depus mărturie reionization a început abia după 250 de milioane de ani dupa Big Bang, și sa încheiat (hidrogen), prin 1 miliard de ani. Înainte de a Starlight reionization nu a putut fi distribuit gratuit în întregul univers. Dar datele acumulate din cele mai vechi galaxii acea vreme pur și simplu nu a permis acest motiv!

Pentru toate calculele, vizibile în numărul lor nu ar trebui să fie suficient pentru reorganizare: prea puțin, acestea s-au dat radiații. Evident, a concluzionat Richard Ellis si colegii sai, există încă multe galaxii, am koi, indiferent de motiv, nu văd. „Acum știm că există o populație întreagă de galaxii mici legate de ori chiar mai devreme decât cele disponibile“ Hubble „- astronomul sigur. Rezultă că acestea ar trebui să apară înainte de 560 de milioane de ani dupa Big Bang, ceea ce este foarte ciudat: atunci când ar putea fi format gazul în primele nori protozvozdnye?

Există și alte probleme. Primele stele, conform teoriei curente, a avut la dispoziție aproape de un singur hidrogen și un pic de heliu, adică, greutatea lor a fost de o sută de ori mai mare decât soarele, sau reacții termonucleare fără substanțe mai grele, care servesc drept un „catalizator“, pur și simplu nu a început încă ar fi.

De la stânga la dreapta, de sus în jos: protonii și electronii au format atomii (recombinare), apoi stelele gaz ionizat (reionization). Între aceste evenimente au format primele galaxii, și, probabil, noi chiar știm în 2013, atunci când.

Durata de viață a acestor giganți nu putea depăși 2 milioane de ani, după care acestea vor dispărea în mod inevitabil, în timpul exploziilor supernovelor. Dar aici e problema: se dovedește că astfel de explozii a fost la acel moment au existat o rată de-a dreptul furios care ar fi afectat norii de gaz interstelar, pentru a forma noi stele. Dar și așa în Dumnezeu știe ce-o perioadă scurtă de timp a fost necesar pentru a forma o galaxie - în mai puțin de o jumătate de miliard de ani de la începerea totul. Evident, o parte a acestui mod direct contrazice cealaltă: prima generație de stele nu a putut permite formarea rapidă a unor noi stele și galaxii.

Ca teoretician Volker Bromma (Volker Bromm) de la Universitatea din Texas, Austin (Statele Unite ale Americii), în cazul în care o galaxie care a existat o jumătate de miliard de ani și a observat „Hubble“ sunt stelele, care de la o sută de milioane de ani, mai mult, este clar că între moartea primului generarea de stele și formarea unui al doilea ar trebui să treacă sau un timp extrem de scurt, sau ... timpul zero. Mai mult, el crede că aceste două generații în parte ar putea coexista chiar.

Astfel, istoria universului par a da drumul prea puțin timp ei cu privire la formarea primelor stele si galaxii. Deci, o viziune holistică a evoluției universului timpuriu care a existat înainte de observațiile „Hubble“, în primul rând sub semnul întrebării.

Cu toate acestea, până la sfârșitul acestui an, ALMA Radio interferometru, care funcționează în intervalul de milimetri (care datorită redshiftul devine nori de gaz IR universul timpuriu), va intra în circulație suficient de membrii lor pentru a vedea urmele de galaxii care existau toate prin 425 de milioane de ani dupa Big Bang . Și dacă acest lucru este așa, înțelegerea noastră a naturii primelor stele și galaxii se așteaptă schimbări semnificative.