Зореутворення у Всесвіті вже досягло свого піку: далі тільки охолодження і смерть космосу

Що дізналися вчені про долю космосу?

Міжнародна команда зі 175 дослідників провела наймасштабніше на сьогодні вимірювання температури Всесвіту, проаналізувавши тепло, яке випромінює космічний пил у понад двох мільйонах галактик. Результати, отримані завдяки об'єднанню даних космічних телескопів Euclid та Herschel Європейського космічного агентства (ЄКА), підтвердили, що за останні 10 мільярдів років галактики стали дещо холоднішими, а темпи утворення нових зірок у них сповільнилися, пише 24 Канал з посиланням на Live Science.

Дивіться також Таємнича крапка на фотографіях далекого космосу може бути найдавнішою відомою нам галактикою 

Хоча зміни незначні, вони чітко вказують на тенденцію: пік активності Всесвіту вже пройдено. Кількість пилу в галактиках та його температура мільярди років знижуються, що свідчить про завершення епохи максимального зореутворення. За словами вчених, попереду на космос чекає лише поступове охолодження та згасання. 

Як аналізували?

• Для свого дослідження науковці використали перший великий масив даних телескопа Euclid, запущеного нещодавно, який містить спостереження за 26 мільйонами галактик.
• Ці відомості поєднали з архівними даними обсерваторії Herschel, що працювала з 2009 по 2013 рік, пише UBC Science.
• Оскільки Euclid фіксує видиме та ближнє інфрачервоне світло, а Herschel – дальнє інфрачервоне, це дозволило вивчити теплове випромінювання космічного пилу в широкому діапазоні хвиль і отримати найбільш точні вимірювання температури галактик.

Які результати?

Аналіз показав, що за останні 10 мільярдів років середня температура галактик впала на 10 кельвінів, йдеться в статті на Eceb.astro, яка поки що не пройшла рецензування. Хоча зірки, подібні до Сонця, сяють при температурі понад мільйон кельвінів, галактики здебільшого складаються з порожнього простору, а це означає, що їхня середня температура набагато нижча.

З'ясувалося, що температура найдавніших галактик у вибірці становила близько 35К (-238,5 градуса Цельсія). Однак зараз вона зовсім трохи нижча.

Хоча зміна здається невеликою, температура космічного пилу безпосередньо пов'язана з процесом утворення зірок. Гарячіші галактики, як правило, мають вищі темпи зореутворення, оскільки в них більше гарячих масивних світил. Відповідно, холодніші галактики є менш активними.

Пил відіграє ключову роль у життєвому циклі зірок. Вони формуються, коли хмари газу та пилу стискаються під дією власної гравітації, нагріваючись і розкручуючись. Якщо згусток стає достатньо гарячим і щільним, у його ядрі запускається ядерний синтез. Коли через мільярди років зірка вичерпує своє паливо, вона вибухає, розкидаючи новий пил, з якого народжуватимуться наступні покоління світил.

Проте галактики можуть втратити матеріал для створення зірок. Наприклад, під час злиття з іншими галактиками або через викиди речовини надмасивними чорними дірами. Зрештою, галактика, позбавлена палива, "згасає". Нові дані свідчать, що наш Всесвіт повільно рухається саме до такого стану, хоча до цього ще неймовірно багато часу – мільярди років.

Як, за припущеннями вчених, помре Всесвіт?

Існує кілька наукових теорій про те, як може закінчити своє існування Всесвіт, і всі вони залежать від його фундаментальних властивостей, зокрема від природи таємничої темної енергії. Наразі найбільш імовірним сценарієм вчені вважають "Теплову смерть". Цей сценарій вважається найбільш імовірним на основі поточних спостережень за прискореним розширенням Всесвіту.

Оскільки Всесвіт, як очікується, буде розширюватися вічно, з часом зорі вичерпають своє паливо і згаснуть, а чорні діри повільно випаруються через випромінювання Гокінга. Урешті-решт, Всесвіт перетвориться на надзвичайно холодне, темне й розріджене місце. Уся енергія буде рівномірно розподілена, ентропія досягне максимуму, а будь-які термодинамічні процеси припиняться. Настане стан абсолютної нерухомості та температури, близької до абсолютного нуля.

Дивіться також Яке майбутнє Землі та чи може наша планета перетворитися на другу Венеру 

Що відомо про телескоп Euclid?

Космічний телескоп Euclid – це місія Європейського космічного агентства (ЄКА), запущена 1 липня 2023 року для дослідження темної енергії та темної матерії. Його основне завдання – створити тривимірну карту Всесвіту, щоб зрозуміти, як ці таємничі компоненти впливають на його структуру та розширення.​

Euclid — це телескоп середнього класу. Вартість проєкту становить близько 1,5 мільярда доларів, а в його реалізації беруть участь понад 2000 вчених з різних країн. Він оснащений головним дзеркалом діаметром 1,2 метра, а на борту знаходяться два основні прилади:

• VIS (Visible Instrument) – камера видимого діапазону (550-900 нанометрів), яка отримує надзвичайно чіткі зображення галактик для вивчення їхньої форми. Її знімки є щонайменше вчетверо чіткішими, ніж ті, що зроблені з Землі.​
• NISP (Near-Infrared Spectrometer and Photometer) – спектрометр і фотометр ближнього інфрачервоного діапазону, що вимірює відстань до галактик за їхнім червоним зсувом.​

Телескоп працює в точці Лагранжа L2 системи Сонце-Земля, приблизно за 1,5 мільйона кілометрів від нашої планети.

Телескоп Euclid був успішно запущений за допомогою ракети-носія Falcon 9 компанії SpaceX з космодрому на мисі Канаверал. Спочатку запуск планувався на російській ракеті "Союз", але співпрацю було припинено після повномасштабного вторгнення Росії в Україну.​

Наприкінці липня 2023 року Euclid досяг своєї робочої орбіти й надіслав перші тестові зображення. У листопаді 2023 року були опубліковані перші повноцінні кольорові зображення, які продемонстрували високі можливості телескопа.