С помощью данных Атакамского космологического телескопа (АКТ) учёным удалось получить детальные фото молодой Вселенной всего через 380 тысяч лет после Большого взрыва. Научные работы исследователей доступны на сайте проекта, а данные находятся в открытом доступе в архиве NASA.
АКТ был выведен из эксплуатации ещё в 2022 году, но астрономы до сих пор обрабатывают собранную им информацию. Новые снимки представляют собой подробные изображения реликтового излучения и показывают космос в момент зарождения первых звёзд и галактик. Ранее наиболее точные изображения реликта были получены с помощью космического телескопа Planck. Однако он имеет худшую чувствительность и пять раз меньшее разрешение, чем АКТ. Кроме того, ни один современный телескоп не охватывает настолько большую часть неба, как Атакамский телескоп.
Ранняя Вселенная была непрозрачной: фактически, её заполняла горячая плазма, мешавшая свободному перемещению фотонов. Через 380 тысяч лет после расширения и охлаждения до 2700°C, электроны и протоны образовали первые атомы водорода и гелия. После этого частицы света смогли перемещаться беспрепятственно, что назвали “последним рассеянием”. Именно этот первый свет и является реликтовым излучением, которое учёные могут наблюдать. Оно равномерно заполняет весь космос, однако имеет небольшие вариации, вызванные колебаниями материи.
Исследование помогло астрономам подтвердить стандартную модель космологии, которая описывает формирование и эволюцию Вселенной. Снимки с удивительной чёткостью показали интенсивность и поляризацию самого раннего света, а также движение газов под действием гравитации. Водород и гелий образовывали облака, которые впоследствии разрушались и порождали звёзды, что являлось первым шагом к формированию галактик.
Учёные определили, что наблюдаемая Вселенная простирается на 50 миллиардов световых лет вокруг, а её масса составляет приблизительно 2 триллиона триллионов масс Солнца. Из этой величины чуть больше 5% приходится на видимую материю – в основном, гелий и водород. Ещё 26% – это тёмная материя, а 68,5% – тёмная энергия. Беззарядные и почти безмассовые нейтрино занимают всего 0,21%. Эти числа хорошо согласуются и с теоретическим расчётами, и с наблюдаемыми данными.
Анализ данных позволил сделать новые измерения постоянной Хаббла – параметра, который на самом деле не является постоянным и получил название исторически. Он показывает скорость расширения Вселенной. Разные способы измерения постоянной дают различные результаты – эта проблема в космологии носит название “напряжённости Хаббла”. Расчёт по движению близлежащих галактик даёт значение в 73-74 километра в секунду на мегапарсек, а по реликтовому излучению 67-68 – километра в секунду на мегапарсек. Измерения по данным новой работы дали число, которое согласуется с предыдущими результатами расчётов с помощью реликта, что подтверждает правильность стандартной модели космологии. К сожалению, информация из наблюдений АКТ не дала подсказок о решении проблемы “напряжённости Хаббла”.
В будущем учёные планируют продолжить поиски альтернативной модели, которая могла бы объяснить космологические проблемы. Поскольку АКТ уже выведен из эксплуатации, астрономы обратятся к более мощной чилийской обсерватории Саймонса.