Вселенная содержит в 10 раз больше галактик

Благодаря статистическим исследованиям глубокого космоса, выполненным на основе наблюдений космического телескопа Hubble и нескольких наземных обсерваторий, Вселенная стала выглядеть намного более тесным местом. Астрономы пришли к выводу, что в ее наблюдаемой части существует, по крайней мере, в десять раз больше галактик, чем считалось ранее. Полученные результаты вынуждают пересмотреть некоторые представления о галактической эволюции, а также проливают свет на один из астрономических парадоксов (так называемый «парадокс Ольберса»).

На этом снимке участка неба в южном созвездии Печи размером 16×10 угловых минут, сделанного космическим телескопом Hubble в рамках обзора GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey), видны тысячи галактик самых разнообразных форм и размеров, расположенные от нас на разных расстояниях, а следовательно — относящихся к различным эпохам, иногда разделенным миллиардами лет. Но и это множество звездных систем — всего лишь десятая часть от их общего количества. Остальные 90% пока недоступны наблюдениям из-за своей слабости и удаленности.

Одним из наиболее фундаментальных вопросов астрономии является общее количество галактик во Вселенной. Первые его оценки были получены в ходе анализа снимков Глубокого поля (Hubble Deep Field) в середине 1990-х годов. Последующие более детальные наблюдения — такие, как Сверхглубокое Поле Хаббла (Hubble’s Ultra Deep Field) в 2003-4 гг. — выявили множество очень слабых галактик, подсчитав которые, исследователи пришли к заключению, что в наблюдаемой области Вселенной содержится как минимум 200 млрд звездных систем.

Недавно при более тщательном анализе полученных данных команда астрономов во главе с Кристофером Конслайсом из Ноттингемского университета (Christopher Conselice, University of Nottingham, UK) обнаружила, что объемная концентрация галактик в ранней Вселенной в десять раз превышала наблюдаемую в наше время. Большинство из этих систем были относительно небольшими и тусклыми, а по массе напоминали галактики-спутники Млечного Пути и Туманности Андромеды. Когда же они объединились в более крупные объекты, их «плотность населения» в пространстве сократилась. Таким образом, пространственное распределение галактик на протяжении истории Вселенной существенно изменялось.

Сделать такие подсчеты команда ученых смогла после сложного преобразования «глубоких снимков» телескопа Hubble и уже опубликованных данных, полученных другими группами наблюдателей, в 3D-модель. Это позволило точнее определить число галактик на разных этапах эволюции нашего мира. Кроме того, на основе новых математических моделей астрономы сделали удивительный вывод. Оказывается, для обеспечения наблюдаемого в наше время количества галактик необходимо, чтобы в ранней Вселенной их было на 900% больше, чем известно сейчас! Однако объекты той эпохи слишком слабы и слишком далеки, чтобы их можно было зарегистрировать существующими инструментами (сейчас вся надежда в этом плане возлагается на строящийся космический телескоп James Webb). Мириады этих маленьких слабых галактик с течением времени объединились в более крупные звездные системы, преобладающие в наши дни.

Сделанное открытие имеет интересное следствие, так как уменьшение с течением времени общего числа галактик вносит свой вклад в решение известного парадокса, наиболее четко сформулированного немецким астрономом Генрихом Ольберсом (Heinrich Wilhelm Olbers): почему ночью небо темное, если Вселенная содержит бесконечное число звезд? Теперь можно говорить о том, что на небе действительно присутствует обилие галактик, и каждая точка небесной сферы, в принципе, что-нибудь излучает. Но свет, приходящий от очень далеких объектов, невидим для человеческого глаза и недоступен большинству современных телескопов по ряду причин — в частности, из-за «покраснения» за счет постоянного расширения пространства после Большого Взрыва (благодаря эффекту Доплера), а также поглощения межгалактической пылью и газом.