Цифровой журнал «Компьютерра» № 134

Вообще, прежде чем жаловаться, что мы не видим догалактических облаков, нужно понять, что именно следует искать. Как именно должно выглядеть то, что потом станет галактикой? Понятно, что в нём не должно быть ни звёзд, ни тем более продуктов звёздной эволюции, а только водород и гелий. Но водород в обычных условиях светится лишь в радиолинии на длине волны 21 см, которая слишком слаба, чтобы её можно было наблюдать на таких расстояниях (разве только удастся вооружиться очень большой антенной). Получается, что догалактические облака ненаблюдаемы в принципе?

Не совсем. Если что-то не светится само, его можно заметить благодаря тому, что оно мешает светить другим. Широко распространённый метод исследования газа в окологалактическом и межгалактическом пространстве состоит в анализе систем линий поглощения в спектрах далёких квазаров. Сам квазар выступает в этом случае в роли фонарика, который светит на межгалактические облака сзади. Вещество облака поглощает часть излучения квазара, и в его спектре появляются линии поглощения тех химических элементов, которым случилось попасть в соответствующее облако.

Фумагалли с коллегами нашли два газовых облака, попавших на луч зрения между нами и парой квазаров, которые добавили в спектры квазаров только линии поглощения водорода и (в одном из двух случаев) дейтерия. Ни углерода, ни кремния, ни магния. Только водород и дейтерий, причём в пропорциях, предсказанных теорией первичного нуклеосинтеза. Этих облаков не коснулась звёздная эволюция, но можно ли считать их догалактическими? Вряд ли! Во-первых, они недостаточно массивны (всего порядка миллиона солнечных масс). Во-вторых, они видны в свете более далёкого квазара, а квазар — это активное ядро галактики, которая во времени существовала раньше этих облаков.

Ещё одно похожее открытие попало в новости совсем недавно. Себастьяно Канталупо (Кембриджский университет, Великобритания) и его коллеги решили всё-таки зафиксировать собственное излучение водородных облаков, но не радио, а видимое. Если не очень далеко от облака находится мощный источник ультрафиолетового излучения — опять же квазар, это излучение заставит водород в облаке флуоресцировать, переизлучая поглощённое излучение в более длинноволновом диапазоне.

Водородные облака, исследовавшиеся Канталупо и его соавторами, светятся (точнее, светились) в линии Лайман-альфа. Это тоже ультрафиолет (1216 ангстрем), но из-за красного смещения линия переезжает в видимый диапазон и её можно наблюдать при помощи наземного телескопа. Таких флуоресцирующих облаков наблюдатели нашли около сотни, и в десятке случаев им удалось показать, что свечение водорода в облаке вызвано только облучением квазара, а внутренних источников (собственных звёзд) в нём нет. При этом облака обладают солидными массами — в миллиард солнц. Это примерно то, что мы ожидали бы увидеть в догалактических облаках. Но существенно раньше, а не в окрестностях уже существующего квазара!

И облака Фумагалли, и облака Канталупо не предшествуют галактикам, но сосуществуют с ними в одну и ту же эпоху, примерно через два-три миллиарда лет после Большого Взрыва. Что-то заставило их соблюсти себя в строгости и невзрачности, в то время как другие облака вовсю превращались в галактики и обзаводились звёздным потомством (нужно отметить, что возможность существования таких «спящих галактик» предсказывалась уже давно). Почему же одни облака превращаются в звёзды, а другие на многие миллиарды лет остаются в девицах?

И ещё один вопрос: остаются ли они пассивными навечно, или же их переход в галактики лишь задерживается, но не отменяется совсем? Во втором случае интересно поискать эти запоздавшие галактики вокруг нас. И они, кажется, существуют! И вблизи, и вдалеке от нас есть галактики-карлики с низким содержанием тяжёлых элементов. Их массы близки к массам облаков Фумагалли, а возраст (как будто бы) существенно меньше возраста Млечного Пути. Значит, сон межгалактических водородных облаков всё-таки не вечен. Миллиарды лет они темны и потому почти незаметны, но потом что-то возмущает их спокойствие, и они начинают обычную галактическую жизнь. А нам остаётся только смотреть на них и радоваться, что благодаря этой задержке мы можем наблюдать молодость галактик в наших непосредственных окрестностях.

Не всё ладно с этой радостью, но об этом как-нибудь в другой раз.

К оглавлению

Голубятня-Онлайн

Голубятня: О стариках, импрессионизме и словарях Сергей Голубицкий

Опубликовано 15 августа 2012 года

Философскую часть культур-повидла отдаю одному загадочному наблюдению, которое давно не дает мне покоя. Делаю это с корыстью — в искренней надежде получить разъяснения по прозорливых читателей.