Астрономи вперше побачили космічне світло, що зародилося 10 мільярдів років тому

За допомогою радіотелескопа LOFAR вчені вперше виявили величезний «мініореол» високоенергетичних частинок навколо далекого скупчення галактик SpARCS1049, світло від якого йде до Землі 10 мільярдів років. Це відкриття встановлює новий рекорд відстані для таких структур, подвоюючи попередній показник, і свідчить, що масивні скупчення галактик були занурені у хмару заряджених частинок ще з ранньої історії Всесвіту.

Мініореол складається з високоенергетичних заряджених частинок у міжгалактичному просторі всередині скупчення, які разом випромінюють радіохвилі, помітні на Землі. Відкриття опубліковане в журналі Astrophysical Journal Letters, а препринт дослідження вже доступний у базі arXiv. Над проектом працювала міжнародна команда під керівництвом Жулі Главатсек-Ларондо (Університет Монреаля) та Роланда Тіммермана (Даремський університет, Велика Британія).

Дослідники проаналізували дані LOFAR — мережі зі 100 тисяч антен у восьми країнах Європи. Вивчаючи SpARCS1049, вони помітили слабкий радіосигнал не від окремих галактик, а від гігантської області з частинками та магнітними полями. Сяйво простягається більш ніж на мільйон світлових років і є типовою ознакою мініореолу — структури, яку до цього вдавалося фіксувати лише в ближчих до нас скупченнях.

Існує дві основні гіпотези виникнення таких мініореолів. Перша — надмасивні чорні діри в ядрах галактик, які викидають потоки частинок у простір. Друга — зіткнення заряджених частинок у гарячій плазмі скупчення, внаслідок чого утворюються високоенергетичні частинки, що випромінюють радіохвилі. Це відкриття дозволяє вперше побачити, що такі процеси почали збагачувати скупчення галактик енергією ще на зорі їхнього формування.

У майбутньому нові радіотелескопи, зокрема Square Kilometer Array (SKA), дадуть змогу знаходити ще слабші сигнали та детальніше досліджувати роль магнітних полів та високоенергетичних частинок у формуванні Всесвіту. Астрономи вважають, що подібні спостереження допоможуть зрозуміти, як розвивалися наймасштабніші космічні структури та які процеси керували їхнім зростанням упродовж мільярдів років.