Сигнал из прошлого: учёные поймали эхо древней Вселенной

Поймали сигнал из ниоткуда — Вселенная оказалась не такой: сенсация в астрономии.

Астрономическое сообщество потрясено: из глубин космоса на Землю пришёл сигнал, способный изменить понимание структуры и эволюции Вселенной. Радиоволны, зафиксированные международной командой исследователей с помощью радиотелескопа LOFAR (Low-Frequency Array), исходят от гигантского скопления заряженных частиц, расположенного в галактике, свет от которой шёл к нам более 10 миллиардов лет.

По сути, человечество впервые услышало «голос» молодой Вселенной — с тех времён, когда ей было всего несколько миллиардов лет.

Объект, получивший название «мини-гало», представляет собой громадное облако космической плазмы, испускающее радиоволны на низких частотах. Это открытие не просто добавляет штрих к астрономическим картам — оно заставляет переосмыслить представления о физике ранней Вселенной, структуре галактик и активности чёрных дыр в первые эпохи существования космоса.

Как поймали древний сигнал

Телескоп LOFAR, расположенный в Нидерландах и объединяющий около 20 тысяч антенн, способен улавливать чрезвычайно слабые сигналы в диапазоне от 10 до 240 мегагерц — именно то, что требуется для изучения раннего космоса.

Благодаря колоссальной чувствительности и компьютерной обработке данных, учёные сумели различить крайне слабый, но стабильный источник радиоволн, исходящий из области, которая сегодня наблюдается на расстоянии около 10 миллиардов световых лет.

Это означает, что мы видим объект таким, каким он был всего спустя 3–4 миллиарда лет после Большого взрыва. До сих пор подобные «мини-гало» — области рассеянного радиоизлучения, обычно обнаруживаемые в скоплениях галактик — не фиксировались на столь глубоком космическом горизонте.

Что это может быть

По одной из версий, гигантское облако частиц образовалось в результате всплесков активности сверхмассивных чёрных дыр в центре древних галактик. Энергия, выброшенная в процессе аккреции материи на эти объекты, могла разогнать электроны и ионизированную плазму до околосветовых скоростей, создав условия для появления столь мощного радиоизлучения.

Альтернативная гипотеза — столкновения космической материи в процессе формирования крупных структур Вселенной. Такие процессы, как предполагается, могли быть гораздо более частыми и энергичными в ранней истории космоса, чем считалось до сих пор.

Что это меняет

Открытие древнейшего мини-гало бросает вызов текущим моделям эволюции галактик и межгалактической среды. Если в столь далёкой эпохе уже существовали устойчивые источники низкочастотного радиоизлучения, это может означать, что ключевые фазы формирования галактик происходили раньше, чем предполагалось. Также это может повлиять на расчёты по числу и массе чёрных дыр, существовавших в первые миллиарды лет после рождения Вселенной.

Кроме того, подобные открытия усиливают интерес к проектам следующего поколения — прежде всего, к телескопу Square Kilometer Array (SKA), который начнёт работу в ближайшие годы. Этот колоссальный радиоинтерферометр, строящийся в Австралии и Южной Африке, будет обладать в десятки раз большей чувствительностью, чем LOFAR, и способен буквально «прослушать» раннюю Вселенную на уровне, недоступном сегодня.

Астрономы надеются, что в ближайшее десятилетие появится возможность зафиксировать ещё более древние сигналы — возможно, от первых звёзд и галактик, появившихся в эпоху «космического рассвета», когда во Вселенной только начинал преобладать свет над первородной тьмой.

С каждым новым сигналом, пришедшим из космоса, учёные приближаются к разгадке того, как возникла Вселенная, как формировались её первые структуры, и какие физические законы доминировали в те времена, когда ещё не было ни Земли, ни Солнца, ни человеческой мысли.

И если верить радиоволнам, пришедшим к нам из прошлого, — Вселенная была куда более бурной, энергичной и загадочной, чем предполагала наука последних десятилетий.