Астрономы из Калифорнийского университета в Санта-Крусе и Колледжа св. Михаила (оба — США) отыскали пару облаков «чистого» (лишённого тяжёлых элементов) газа из молодой Вселенной.

Согласно современной космологической модели, в первые минуты после Большого взрыва появились только три наиболее лёгких химических элемента, а все остальные создавались позже при участии звёзд. Несмотря на это, отыскать какой-либо астрофизический объект, не содержащий металлов, учёным не удавалось. «Было принято считать, что существует нижний предел концентрации металлов, что она не может составлять менее тысячной доли металличности Солнца», — говорит один из участников исследования Микеле Фумагалли (Michele Fumagalli).

Облака газа, опровергающие эти предположения, обнаружены при анализе спектров квазаров SDSS J113418.96+574204.6 и Q0956+122, излучение которых проходит сквозь газ и частично поглощается им. Можно сказать, что облака, подобно удалённым галактикам из другой недавней работы, выступали в роли фильтров, а расшифровка следов их воздействия на пропущенное излучение позволила оценить состав поглощающего вещества.

Наблюдения квазаров авторы провели на телескопе Кек I, задействовав спектрограф HIRES. При этом в созвездии Льва, на линии, соединяющей Землю с Q0956+122, было отмечено облако газа с соответствующим ему красным смещением z = 3,096, а в Большой Медведице, в направлении SDSS J113418.96+574204.6, обнаружилось облако с z = 3,411. Значения красного смещения можно перевести в расстояние, которое превысит 11 млрд световых лет.

Обработав спектры, астрономы отметили следы водорода, но не нашли никаких указаний на присутствие других химических элементов. Это не означает, что гелия и лития в изученных объектах действительно нет, но позволяет установить верхние пределы металличности: у облака во Льве она не должна подниматься выше одной шеститысячной, а у облака в Большой Медведице — выше одной шестнадцатитысячной доли солнечного значения. «Наши измерения нечувствительны к гелию, — поясняет Джейсон Хавьер Прохаска (Jason Xavier Prochaska), коллега г-на Фумагалли. — Зато методика хорошо подходит для регистрации углерода, кислорода и кремния, которых мы, тем не менее, не выявили».

Интересно, что в облаке из Большой Медведицы американцы нашли не только водород, но и его изотоп (дейтерий), содержание которого в молодой Вселенной должно было превышать нынешние величины. «Измеренное соотношение концентраций дейтерия и водорода хорошо согласуется с теоретическими предсказаниями, — отмечает г-н Фумагалли. — Это подтверждает, что мы наблюдаем «чистый» газ из молодой Вселенной».

Полная версия отчёта опубликована в журнале Science.

Подготовлено по материалам Калифорнийского университета в Санта-Крусе.

Текст: Дмитрий Сафин

Послушать эту новость