Пик активности Вселенной в области звездообразования уже пройден. Космос вступил в длительный период постепенного остывания и снижения активности, который в конечном счёте приведёт к «тепловой смерти». Космолог Дуглас Скотт из Университета Британской Колумбии (UBC) и соавтор исследования утверждает, что Вселенная «с этого момента будет становиться только холоднее и мертвее». Данный вывод основан на наблюдении, что за последние 10 миллиардов лет галактики последовательно становились холоднее, а темпы формирования в них новых звёзд замедлялись.
Эти выводы представлены в работе, которая была направлена для публикации в журнал Astronomy and Astrophysics и в настоящее время доступна в виде нерецензированного препринта. Над исследованием работала международная команда из 175 учёных под руководством Райли Хилла, постдокторанта-исследователя из UBC. Основной целью проекта было получение наиболее полного измерения температуры Вселенной путем изучения тепла, излучаемого звёздной пылью в галактиках.
Основой для исследования послужило объединение данных с двух ключевых космических телескопов. Первый — это космический телескоп «Евклид» Европейского космического агентства (ЕКА), который регистрирует видимый и ближний инфракрасный свет. Второй — космическая обсерватория «Гершель», также принадлежащая ЕКА, которая работала с 2009 по 2013 год и фиксировала дальнее инфракрасное излучение.
Исследователи проанализировали наблюдения более чем 2 миллионов галактик. В частности, они использовали данные о 2,6 миллионах галактик из первого набора данных «Евклида», объединив их с архивными данными «Гершеля». Такое сочетание наблюдений в видимом, ближнем и дальнем инфракрасном диапазонах позволило провести «самые полные измерения галактических температур из когда-либо сделанных» и обеспечить «наиболее статистически надёжные расчёты на сегодняшний день».
Анализ данных показал, что за последние 10 миллиардов лет средняя температура галактик упала всего на 10 кельвинов. Средняя температура самых ранних галактик, попавших в обзор, составляла примерно 35 кельвинов, что эквивалентно минус 238 градусам по Цельсию или минус 396 градусам по Фаренгейту.
Исследование подтвердило прямую корреляцию между температурой звёздной пыли и скоростью звездообразования. Более горячие галактики демонстрируют более высокие темпы формирования звёзд, что обусловлено большим количеством горячих и массивных звёзд. Соответственно, более холодные галактики имеют более низкие темпы звездообразования. Таким образом, наблюдаемая тенденция к остыванию доказывает, что процесс формирования звёзд в космосе постепенно затухает.
Космический телескоп «Евклид» является ключевым инструментом в этом и многих других исследованиях. Его основная миссия — построение крупнейшей в истории трёхмерной карты Вселенной, которая в конечном итоге должна будет охватить около 1,5 миллиарда галактик на трети ночного неба. Первый крупный выпуск данных с телескопа состоялся в марте и содержал наблюдения 26 миллионов галактик на расстоянии более 10,5 миллиардов световых лет.
15 октября 2024 года ЕКА опубликовало обзорную мозаику, созданную «Евклидом», а также изображение звёздных яслей Мессье 78. Этот объект, расположенный в созвездии Ориона на расстоянии 1300 световых лет от Земли, является ярким примером области активного звездообразования, которые становятся всё более редкими.
Космическая пыль играет решающую роль в жизненном цикле звёзд. Звёзды формируются, когда облака газа и пыли коллапсируют под действием собственной гравитации, разогреваются и запускают реакции ядерного синтеза. Спустя миллиарды лет звезда исчерпывает своё топливо и взрывается как сверхновая, выбрасывая в космос новую пыль и тяжёлые элементы, которые становятся строительным материалом для следующего поколения звёзд.
Когда галактика исчерпывает материал для формирования звёзд, она входит в состояние, называемое «галактическим затуханием». Это может произойти по нескольким причинам: галактика может быть отрезана от притока газа во время слияния с другой галактикой, или же её запасы газа и пыли могут быть выброшены мощными вспышками сверхмассивной чёрной дыры в её центре.
Новые результаты показывают, что Вселенная движется по пути к полному затуханию. Однако этот процесс займёт непостижимо долгое время. Солнце закончит свой жизненный цикл задолго до того, как в нашей галактике Млечный Путь закончится топливо для образования новых звёзд.
Изображение носит иллюстративный характер
Эти выводы представлены в работе, которая была направлена для публикации в журнал Astronomy and Astrophysics и в настоящее время доступна в виде нерецензированного препринта. Над исследованием работала международная команда из 175 учёных под руководством Райли Хилла, постдокторанта-исследователя из UBC. Основной целью проекта было получение наиболее полного измерения температуры Вселенной путем изучения тепла, излучаемого звёздной пылью в галактиках.
Основой для исследования послужило объединение данных с двух ключевых космических телескопов. Первый — это космический телескоп «Евклид» Европейского космического агентства (ЕКА), который регистрирует видимый и ближний инфракрасный свет. Второй — космическая обсерватория «Гершель», также принадлежащая ЕКА, которая работала с 2009 по 2013 год и фиксировала дальнее инфракрасное излучение.
Исследователи проанализировали наблюдения более чем 2 миллионов галактик. В частности, они использовали данные о 2,6 миллионах галактик из первого набора данных «Евклида», объединив их с архивными данными «Гершеля». Такое сочетание наблюдений в видимом, ближнем и дальнем инфракрасном диапазонах позволило провести «самые полные измерения галактических температур из когда-либо сделанных» и обеспечить «наиболее статистически надёжные расчёты на сегодняшний день».
Анализ данных показал, что за последние 10 миллиардов лет средняя температура галактик упала всего на 10 кельвинов. Средняя температура самых ранних галактик, попавших в обзор, составляла примерно 35 кельвинов, что эквивалентно минус 238 градусам по Цельсию или минус 396 градусам по Фаренгейту.
Исследование подтвердило прямую корреляцию между температурой звёздной пыли и скоростью звездообразования. Более горячие галактики демонстрируют более высокие темпы формирования звёзд, что обусловлено большим количеством горячих и массивных звёзд. Соответственно, более холодные галактики имеют более низкие темпы звездообразования. Таким образом, наблюдаемая тенденция к остыванию доказывает, что процесс формирования звёзд в космосе постепенно затухает.
Космический телескоп «Евклид» является ключевым инструментом в этом и многих других исследованиях. Его основная миссия — построение крупнейшей в истории трёхмерной карты Вселенной, которая в конечном итоге должна будет охватить около 1,5 миллиарда галактик на трети ночного неба. Первый крупный выпуск данных с телескопа состоялся в марте и содержал наблюдения 26 миллионов галактик на расстоянии более 10,5 миллиардов световых лет.
15 октября 2024 года ЕКА опубликовало обзорную мозаику, созданную «Евклидом», а также изображение звёздных яслей Мессье 78. Этот объект, расположенный в созвездии Ориона на расстоянии 1300 световых лет от Земли, является ярким примером области активного звездообразования, которые становятся всё более редкими.
Космическая пыль играет решающую роль в жизненном цикле звёзд. Звёзды формируются, когда облака газа и пыли коллапсируют под действием собственной гравитации, разогреваются и запускают реакции ядерного синтеза. Спустя миллиарды лет звезда исчерпывает своё топливо и взрывается как сверхновая, выбрасывая в космос новую пыль и тяжёлые элементы, которые становятся строительным материалом для следующего поколения звёзд.
Когда галактика исчерпывает материал для формирования звёзд, она входит в состояние, называемое «галактическим затуханием». Это может произойти по нескольким причинам: галактика может быть отрезана от притока газа во время слияния с другой галактикой, или же её запасы газа и пыли могут быть выброшены мощными вспышками сверхмассивной чёрной дыры в её центре.
Новые результаты показывают, что Вселенная движется по пути к полному затуханию. Однако этот процесс займёт непостижимо долгое время. Солнце закончит свой жизненный цикл задолго до того, как в нашей галактике Млечный Путь закончится топливо для образования новых звёзд.
