Первые звёзды и реионизация
Когда загорелись первые звёзды, чем они отличались от современных, что такое реионизация и что о космическом рассвете удалось узнать с помощью «Уэбба».
После Большого взрыва Вселенная сначала была горячей плазмой, потом остыла и стала тёмной: реликтовое излучение ушло, а звёзд ещё не было. Эти «тёмные века» закончились, когда загорелись первые звёзды. Их время называют космическим рассветом.
Какими они были
Первые звёзды называют звёздами населения III. Они состояли почти только из водорода и гелия: тяжёлых элементов тогда ещё не было, их создают сами звёзды («Термоядерный синтез»). Предполагают, что они были массивными — десятки и, возможно, сотни масс Солнца — и жили коротко, несколько миллионов лет. Они заканчивали жизнь сверхновыми и забрасывали вокруг первые тяжёлые элементы. Из этого вещества собирались следующие поколения звёзд. Ни одной такой звезды наблюдатели достоверно не видели: все сообщения о кандидатах пока не подтверждены.
Когда это произошло
По моделям, первые звёзды появились через 100–250 млн лет после Большого взрыва. Сегодняшние телескопы видят свет галактик, который шёл к нам миллиарды лет, поэтому дальше смотреть — значит смотреть в прошлое («Телескоп Уэбб»). «Уэбб» нашёл галактики, существовавшие всего через 300 млн лет после Большого взрыва: например, JADES-GS-z14-0, красное смещение 14,3. Они оказались ярче и многочисленнее, чем предсказывали модели, и теоретики уточняют, как быстро образуются галактики («Галактики»).
Реионизация
Вселенная после рекомбинации была заполнена нейтральным газом, прозрачным лишь для части излучения. Ультрафиолет первых звёзд и галактик и излучение вещества, падающего на чёрные дыры, снова ионизовал водород — это и называют реионизацией. По спектрам далёких квазаров («Квазары») видно, что она завершилась примерно через миллиард лет после Большого взрыва (красное смещение около 6). Измерения космической обсерватории Planck (ESA) дали середину процесса примерно при красном смещении 7,7.
Что остаётся открытым
- Какие объекты сделали больше всего ультрафиолета: звёзды малых галактик или более редкие яркие источники.
- Есть ли в далёких галактиках следы чистого водородно-гелиевого вещества — признак звёзд населения III. Претенденты у «Уэбба» есть, но однозначного подтверждения пока нет.
- Что измеряют радиотелескопы по линии водорода 21 см от тех эпох: первое сообщение 2018 года о сигнале (эксперимент EDGES) пока не подтверждено независимо («Радиоастрономия»).