Защо Вселената има аномално ниска яркост?

Нашата Вселена изглежда необичайно бледа поради това, че гравитационното взаимодействие на галактиките в големите купове от „звездни мегаполиси“ нагрява междугалактичния газ, което пречи на формирането на нови светила.

Това твърдят учени в статия, публикувана в сп. Nature.

„Галактиките в подобни купове може да се сравнят с кубчета лед в съд с кипяща вода – средната температура на течността така или иначе ще бъде близка до точката на кипене.

При свръхвисоки температури на газа преносът на топлина ще изравнява температурата по целия куп, поради което студените облаци газ, където се раждат звезди, просто няма да се формират“, разказва Майкъл Макдоналд от Масачузетския технологичен институт (САЩ).

Макдоналд и колегите му наблюдавали различни галактични купове на нощното небе в опит да разкрият една от най-интересните загадки на Вселената – защо нейните звезди изработват около два пъти по-малко светлина, отколкото предсказват съвременните физични и космологични теории.

Както обясняват авторите на статията, дълго учените смятали, че ние виждаме аномално малко светлина от Вселената, тъй като от очите ни я скриват купове прах и плътен газ в нашата галактика и извън нейните предели.

Но наблюденията от последните години показват, че „праховата пелена“ може да обясни едва част от загубената светлина. По тази причина астрономите активно търсят днес други причини за този феномен.

Наблюдавайки няколко галактични купа с различна форма и „плътност“, екипът на Макдоналд обърнал внимание, че междугалактичната среда в такива групи „звездни мегаполиси“ била нагрята до температура, превишаваща стотици милиони градуси по Келвин.

Подобен горещ газ в самите галактики се смята днес за едно от основните препятствия за формиране на „звездни ясли“, където се раждат нови звезди.

Доста дълго астрономите смятали, че нагрятият газ от междузвездната среда постоянно се охлажда и „пада“ върху галактиката, но Макдоналд и колегите му установили, че това всъщност не се случва, ако температурата в купа превишава някаква критична отметка.

„Най-горещите галактични купове буквално застиват в това състояние – те никога вече не се охлаждат и звезди в тях не се раждат. При преход във високотемпературен режим всички механизми на охлаждане на газа практически престават да работят, поради което галактиките остават в него вечно“, пояснява астрофизикът.

По думите му, дори ако температурата на купа остане под тази критична отметка, то процесите по звездообразуване така или иначе продължават да се потискат, но вече по друга причина.

Както изяснили астрономите, част от газа, падащ върху галактиките в такива „студени“ купове, ще попада в околностите на свръхмасивните черни дупки в техния център. Голяма част от този „строителен материал“ за звезди ще бъде изядена от дупката, но част от нея ще бъде „изплюта“ във вид на джет – лъч плазма, нагрят до свърхвисока температура. Това отново ще нагрее охлаждащия се газ, което ще предотврати формирането на нови звезди.

„Малко количество нови звезди все пак ще се появи, но зараждащият се изблик на звездообразуване ще бъде потиснат от топлината, която ще изработва черната дупка. Те в дадения случай ще работят като гигантски термостат (уред за поддържане на стабилна температура) за целия галактичен куп“, продължава Макдоналд.

Според астрофизиците тази теория като цяло се потвърждава от наблюдения на подобни „горещи“ и „студени“ галактични купове, които в различни години са провеждани на орбиталния телескоп „Чандра“ и в Южната полярна обсерватория в Антарктида.

В близко време Макдоналд и колегите му ще проведат серия наблюдения за галактики „скитници“, за да проверят дали е характерен подобен механизъм и за тях.