Давайте с вами поговорим о темных веках. Нет, не о тех, что были после падения Римской Империи, а о космологических темных веках.
Этот тот промежуток времени во Вселенной, миллиарды лет назад, когда еще не родились первые звезды. Именно появление первых звезд и знаменовало собой космический рассвет: бурная эпоха, полностью изменившая лик Вселенной и сформировавшая его нынешнее состояние.
Первые звезды, вероятно, были совершенно другими и непохожими на те, что мы видим сегодня. Если прогнозы астрономов верны, то скоро мы сможем увидеть их первые снимки.
Первые черные дыры
Ведь каждый знает, как появляются черные дыры? Напомним, что черные дыры — продукт гибели гигантских звезд. Масса светила при этом должна быть минимум в 8 раз больше Солнца.
Пока звезда сияет, она сжигает водород (основа ее топлива) и формирует гелий. Когда весь водород сгорает, то начинает гореть гелий. Когда сгорает гелий, то звезда принимается за более тяжелые элементы, продвигаясь дальше по периодической таблице, пока не дойдет до железа. Нагревая железо, светило не высвобождает энергию и это приводит к неминуемому ужасному гравитационному коллапсу.
Вся масса обрушивается к центру и сжимается в небольшую точку. Черная дыра родилась.
Пока черная дыра живет, она способна повстречаться с другими черными дырами, сливаясь воедино или же просто «пожирать» окружающий материал, набирая вес. Если вокруг черной дыры достаточно материи и в запасе много времени, то у нее есть все шансы, чтобы стать сверхмассивной черной дырой и сформировать какую-нибудь галактику. Именно по этой причине в центре каждой галактики скрывается сверхмассивная прожорливая черная дыра, которая в миллионы раз массивней Солнца.
Во Вселенной нам известны такие объекты, как квазар, блазар, активное галактическое ядро, но все они характеризуют одно и то же явление — «пожирание» материи гигантской черной дырой.
Если мы с Земли можем наблюдать квазары в дальних уголках Вселенной, то это означает, что мы наблюдаем эти объекты в молодой Вселенной. Вопрос: как молодая Вселенная смогла сформировать такие огромные черные дыры в столь молодом возрасте?
Космическая «археология»
Существующая в астрофизике модель формирования черных дыр не совсем подходит для молодой Вселенной. Следовательно, должна быть какая-то альтернатива. Как же ее отыскать? Самый логичный путь — поиск древнейших супергигантских звезд.
Насколько же звезда должна быть массивной? Ученые предлагают начать с тех, что в 100 000 раз тяжелее Солнца. Неплохо?
В современной Вселенной формирование таких звезд невозможно. Если бы такой гигант формировался сегодня, то он тут же бы начал «рассыпаться» на части и формировать множество звезд нормального размера.
Однако молодая Вселенная была совершенно другой. Во-первых, еще не было тяжелых элементов. Во-вторых, молодая Вселенная была заполнена высокоэнергетическим ультрафиолетовым излучением от рождения небольших звезд. Это излучение разрушает молекулярный водород, что приводит к охлаждению и фрагментации гигантского газового облака.
Если говорить проще, то в молодой Вселенной были все условия, чтобы гигантские звезды могли зародиться и существовать (эх, были времена).
Астрономы считают, что продолжительность жизни супергигантских звезд была небольшой и именно они смогли стать причиной появления первых черных дыр, которые в последствии и породили квазары, наблюдаемые сегодня.
Космический рассвет
Звучит все это здорово, но науке нужны доказательства. Было бы неплохо получить первый в истории снимок супергигантской звезды. Согласны?
Это очень трудно хотя бы по той причине, что родились эти звезды несколько миллиардов лет назад и расстояние до них просто колоссально даже по меркам Вселенной.
Компьютерные модели показывают, что температура на поверхности таких светил составляла около 5700-7700 градусов Цельсия, что придавало им интенсивное красное свечение. Когда эти «шарики» взрывались, то интенсивность взрыва была ярче солнечного свечения в десятки миллиардов раз.
Все это означает, что в теории их можно зафиксировать в инфракрасном диапазоне при помощи мощнейший современных инструментов. Есть ли у нас такой? Да, он уже на подходе и зовется он телескоп NASA «Джеймс Уэбб», который будет запущен в конце 2021 года.
Этот инструмент предназначен для охоты на первые супергигантские звезды и если нам повезет, то через 2 года ученые предоставят первые снимки. Это будет крайне завораживающе!
