С 11,7 до 11,3 миллиарда лет назад первичный гелий испытал сильный нагрев, лишивший его электронов. В результате был затруднён коллапс межгалактического газа и на полмиллиарда лет было заторможено формирование малых галактик.

Эту картину удалось восстановить Майклу Шаллу (Michael Shull) и его коллегам из университета Колорадо (CU-Boulder), а также из научного института космического телескопа (STScI), воспользовавшись спектрографом Cosmic Origins Spectrograph на орбитальном телескопе Hubble.

Пресс-релиз группы исследователей напоминает, что 13 миллиардов лет назад мироздание прошло через первую волну тепла. Тогда когда свет ранних массивных звёзд ионизовал холодный межзвёздный водород (так называемая эра реионизации, reionization). Это случилось вскоре после Большого взрыва (возраст Вселенной составляет 13,7 млрд лет).

Но, как показывает данная работа, потребовалось ещё два миллиарда лет, чтобы прошёл аналогичный процесс реионизации первичного гелия. Для этого понадобились более мощные источники ультрафиолета. Ими стали квазары — активные сверхмассивные чёрные дыры в ядрах галактик. Как раз в описываемое время они были очень распространены — галактики часто сталкивались, подкармливая газом чёрные дыры в своих центрах. Именно квазары нагрели межзвёздный гелий с 10 до 22 тысяч градусов Цельсия.

 

Краткая история Вселенной с новыми поправками. Шкала в миллиардах лет (иллюстрация NASA, ESA, A. Feild/STScI).

 

В эту эпоху, называемую эпохой реионизации гелия, оказалось сильно замедлено формирование новых поколений звёзд. Некоторые из не слишком массивных галактик даже не могли удерживать ранее собранный ими газ, и тот улетучивался вновь в межгалактическое пространство. Позже гелий остыл, и малые галактики смогли вернуться к своей нормальной сборке.

Шалл планирует посмотреть на аналогичные спектры других квазаров, чтобы оценить, насколько равномерно или неравномерно шёл процесс реионизации. О нынешнем достижении команды рассказывает статья в Astrophysical Journal.