Астрономы Техасского университета в Остине и Копенгагенского университета изучили данные космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и обнаружили, что они опровергают широко принятую модель реионизации Вселенной. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters (MNRAS).
Эпоха реионизации — это период, когда первые звезды и галактики превратили нейтральный водород в ионизированный, изменив физическое состояние Вселенной. Считается, что реионизация завершилась примерно через миллиард лет после Большого взрыва, однако данные JWST показывают, что она могла закончиться на 350 миллионов лет раньше.
Астрономы не могут наблюдать сам процесс реионизации напрямую, поэтому используют косвенные доказательства, такие как измерения света от космического микроволнового фона и анализа спектральной линии Лаймана-альфа, которая связана с изменениями энергии водорода. Эти данные помогают моделировать количество энергии, необходимой для ионизации всей Вселенной.
Однако JWST позволил астрономам заглянуть в более ранние этапы существования Вселенной и обнаружить большее, чем ожидалось, количество галактик, излучающих экстремальный ультрафиолетовый свет. По этим новым данным выходит, что галактики могли самостоятельно поддерживать реионизацию, что ставит под сомнение устоявшиеся оценки.
По подсчетам JWST, реионизация могла завершиться уже через 550-650 миллионов лет после Большого взрыва, что создает напряжение в теоретических моделях. Если бы это было так, космический микроволновый фон и спектры Лаймана-альфа должны были бы выглядеть иначе, чем предсказывалось ранее.
В качестве возможного объяснения астрономы рассматривают процесс рекомбинации, когда протоны и электроны могут снова соединяться в нейтральный водород, что требовало бы больше ультрафиолетового излучения для завершения реионизации. Исследователи планируют продолжать наблюдения и уточнение моделей, чтобы лучше понять этот критический период в истории Вселенной.