Черните дупки не бързали да затоплят Вселената

Астрономи начело с Ренан Баркана от университета в Тел Авив са постигнали съществен успех в космическата археология – според тях Вселената се е нагряла значително по-късно.

Веднага след рязкото разширение на Вселената изпълващият я газ бързо се е охладил, а след това отново се е загрял. Този процес е известен като рейонизация. Значителна роля в това събитие, освен ултравиолетовото лъчение на първите звезди, може да са изиграли по-ранни двойки системи „звезда – черна дупка“, в които веществото на светилата се привличало и поглъщало от черната дупка, предварително бързо нагрявайки се в акреционния диск и излъчвайки в рентгеновия диапазон. Именно това лъчение, както се смята, заедно със звездния ултравиолетов и нагрят вторично газ, е изпълвало Космоса.

Но кога точно се е случило това? Досега се смяташе, че загряването е започнало доста рано – едва ли не 150 млн. години след Големия взрив. На тази основа бил направен извод, че самите събития на нагряването на газа не могат да се открият пряко, тъй като все още не могат да се наблюдават непосредствено толкова далечни региони.

Смятало се, че началото на загряването може да се проследи по резките флуктуации в лъчението на разсеяния в Космоса водород. Но проведено моделиране показало, че в действителност картината е малко по-различна.

Като анализирали спектъра на рентгеновото лъчение на близки двойки „черна дупка – звезда“, астрономите стигнали до извода, че нагрятият от подобни обекти космически газ няма да е толкова бърз и ефективен, както се смяташе, а това значи, че такова нагряване трябва да се е случило по-късно, отколкото твърди предишната теория.

Според авторите на изследването той е станал забележим не по-рано от 400 млн. години след Големия взрив. Двойките „черна дупка – звезда“ далеч не са образували йонизирани мехури газ, заобиколени от още нейонизирани участъци, а напротив – постепенно са нагрявали целия газ, от което рейонизацията на големи мащаби е станала забележима чак в края на тази епоха, а не скоро след нейното начало.

От една страна, по-малко значителните флуктуации трудно се проследяват с радиотелескопи. От друга – тъй като нагряването на газа се е случило по-късно, негови следи могат да се открият в не толкова отдалечени от земните телескопи райони от Вселената.

Отделно си струва да отбележим, че по-късното вторично нагряване на газа кара за пореден път да се коригира оценката на скоростта на първичното звездообразуване и формиране на първите галактики. Днес вече са известни галактики, съществували буквално стотици милиони години след Големия взрив, и в случай на късно вторично нагряване на газа те трябва да са се развивали с шеметна скорост, тъй като за бавно формиране просто нямаше да им стигне времето.

Отчет за изследването е публикуван в сп. Nature, а с достъпната му версия можете да се запознаете тук.