Астрономы при помощи космического телескопа "Спитцер" обнаружили на расстоянии 13 миллиардов световых лет от Земли четыре галактики, свечение которых находится на самой границе инфракрасного диапазона. Ничего подобного ученым ранее не встречалось. По одной из версий, эти объекты представляют собой утраченное звено в эволюции ранней Вселенной.Излучение найденных галактик лежит за пределами видимости не только человеческого глаза — их не способен "разглядеть" даже мощнейший телескоп "Хаббл", так как в доступном ему оптическом диапазоне они светят в 60 раз слабее, чем в "заоптическом".
Существует гипотеза, что инфракрасные галактики формируются в результате столкновения и последующего слияния галактик, богатых газом. В дальнейшем они превращаются в квазары — квазизвездные источники излучения, обладающие колоссальной светимостью.
Вплоть до начала 80-х годов прошлого столетия все астрономические наблюдения в инфракрасном диапазоне ограничивались источниками, которые ранее уже исследовались в других диапазонах, как правило, на длинах волн не более 30 микрометров. И лишь в 1983 году Астрономический Спутник Инфракрасных Исследований (IRAS) провел полный обзор неба в так называемом "тепловом" диапазоне инфракрасного спектра.
В итоге были получены сведения по самым различным проблемам астрофизики — от природы Зодиакального облака в Солнечной системе до структуры галактик. Ученые пришли к выводу, что ИК-излучение в подавляющем большинстве случаев связано с температурой поверхности космических тел, либо с пылью, нагретой излучением звезды или образовавшейся из-за потери светилом массы.
Но каким же образом четыре вновь найденные галактики стали такими "ультракрасными"? Исследователи полагают, что этому может быть три объяснения. Первое состоит в том, что их свет поглощает космическая пыль. Второе — в том, что мог произойти так называемый "красный сдвиг", при котором происходит спектральное смещение света в низкочастотный диапазон за счет эффекта Доплера. Речь идет об изменении частоты и длины волн, регистрируемых приемником, вызванном движением их источника и/или движением приемника.
Явление было впервые описано в 1842 году Кристианом Доплером. Именно с помощью эффекта Доплера был окончательно доказан факт вращения Земли вокруг Солнца. Кроме того, он помогает определять по смещению линий спектра лучевую скорость движения звезд, галактик и других небесных тел. В результате изменения длин волн световых колебаний все спектральные линии в спектре источника смещаются в сторону длинных волн, если лучевая скорость источника направлена от наблюдателя (красное смещение), или в сторону коротких, если она направлена к наблюдателю (фиолетовое смещение).
Если скорость источника меньше скорости света (последняя составляет 300 000 километров в секунду), то лучевая скорость равняется скорости света, умноженной на изменение длины волны любой спектральной линии, которая делится на длину волны этой же линии в неподвижном источнике.
Проверить версию "красного сдвига" относительно вновь обнаруженных галактик можно при помощи таких телескопов, как Large Millimeter Telescope или Atacama Large Millimeter Array, которые более приспособлены для наблюдений в инфракрасном диапазоне. И, наконец, предположили астрофизики, эти галактики могут состоять из очень старых звезд, которые покраснели от возраста.
Увы, пока астрофизики не могут отдать предпочтения ни одной из этих версий: не хватает данных. Что же касается третьей, то она, пожалуй, самая любопытная из всех. Дело в том, что "Спитцер" фиксирует реликтовое излучение галактик, которое они испускали спустя всего миллиард лет после Большого Взрыва, то есть на заре юности Вселенной. Хотя ранее "Хаббл" уже находил протогалактики, возникшие в самом начале развития Вселенной, ни одному телескопу пока не удавалось регистрировать ничего похожего на эти ультракрасные объекты. Интерес также вызывает тот факт, что все четыре галактики не просто расположены на одной линии, а находятся в одной связке и физически взаимодействуют между собой. Возможно, они относятся к совершенно особому типу галактик, являющемуся своего рода "утраченным звеном" в эволюции ранней Вселенной.
В ближайшее время будет произведен поиск других ультракрасных галактик. Шансы отыскать их достаточно велики. Возможно, этому поможет анализ последних данных, полученных "Спитцером" и "Хабблом".