Почему Вселенная обладает аномально низкой яркостью?

Достаточно долго ученые считали, что мы видим аномально мало света Вселенной по той причине, что его загораживают от нас скопления пыли и плотного газа в нашей Галактике и за ее пределами, но наблюдения последних лет показывают, что «пылевой заслон» может объяснять лишь часть потерянного света.
Наша Вселенная выглядит необычно тусклой из-за того, что гравитационное взаимодействие галактик в крупных скоплениях «звездных мегаполисов» разогревает межгалактический газ, что мешает формированию новых светил, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature.
«Галактики в подобных скоплениях можно сравнить с кубиками льда в сосуде с кипящей водой – средняя температура жидкости все равно будет близка к точке кипения. При сверхвысоких температурах газа, перенос тепла будет выравнивать температуры по всему скоплению, из-за чего холодные облака газа, где рождаются звезды, просто не будут формироваться», — рассказывает Майкл Макдональд (Michael McDonald) из Массачусетского технологического института (США).
Макдональд и его коллеги наблюдали за различными скоплениями галактик на ночном небе, пытаясь раскрыть одну из самых интересных загадок Вселенной — почему ее звезды вырабатывают примерно в два раза меньше света, чем то предсказывают современные физические и космологические теории.
Как объясняют авторы статьи, достаточно долго ученые считали, что мы видим аномально мало света Вселенной по той причине, что его загораживают от нас скопления пыли и плотного газа в нашей Галактике и за ее пределами, однако наблюдения последних лет показывают, что «пылевой заслон» может объяснять лишь часть потерянного света. По этой причине астрономы активно ищут сегодня другие причины этого феномена.
Наблюдая за несколькими скоплениями галактик разной формы и «плотности», группа Макдональда обратила внимание на то, что межгалактическая среда в таких группах «звездных мегаполисов» была разогрета на температуры, превышающие сотни миллионов градусов Кельвина. Подобный горячий газ внутри самих галактик считается сегодня одним из основных препятствий для формирования «звездных яслей», где рождаются новые звезды.
Достаточно долго астрономы считали, что разогретый газ из межзвездной среды постепенно охлаждается и «падает» на галактики, однако Макдональд и его коллеги показали, что этого на самом деле не происходит, если температура внутри скопления превышает некую критическую отметку.
«Самые горячие скопления галактик буквальным образом застревают в этом состоянии — они больше никогда не охладятся и звезды в них не начнут рождаться. При переходе в высокотемпературный режим, все механизмы охлаждения газа практически перестают работать, из-за чего галактики остаются в нем навечно», — поясняет астрофизик.
По его словам, даже если температура скопления остается ниже этой критической отметки, то процессы звездообразования все равно продолжают подавляться, но уже по другой причине.
Как выяснили астрономы, часть газа, падающего на галактики в таких «холодных» скоплениях, будет попадать в окрестности сверхмассивной черной дыры в их центре. Большая часть этого «стройматериала» для звезд будет съедена дырой, однако часть ее будет «выплюнута» в виде джета — пучка плазмы, разогретой до сверхвысокой температуры. Это заново разогреет охлаждающийся газ, что предотвратит формирование новых звезд.
«Небольшое количество новых звезд все же появится, но зарождающаяся вспышка звездообразования будет подавлена теплом, которое будет вырабатывать черная дыра. Они в данном случае будут работать как гигантский термостат (прибор для поддержания стабильной температуры) для всего скопления галактик», — продолжает Макдональд.
По словам астрофизиков, эти теоретические выкладки в целом подтверждаются наблюдениями за подобными «горячими» и «холодными» скоплениями галактик, которые в разные годы проводились на орбитальном телескопе «Чандра» и в Южной полярной обсерватории в Антарктиде. В ближайшее время Макдональд и его коллеги проведут серию наблюдений за ''галактиками-одиночками» для проверки того, характерен ли подобный механизм и для них.

Другие материалы по теме