Nowa praca analizująca dane z dwóch potężnych teleskopów kosmicznych ukazuje niepokojący obraz przyszłości Wszechświata: chociaż nie zakończy się to w najbliższym czasie, powstawanie gwiazd osiągnęło już szczyt, a kosmos powoli, ale stale zmierza w stronę zimniejszych i spokojniejszych czasów.
Do tego wniosku doszedł międzynarodowy zespół 175 badaczy, który połączył obserwacje z teleskopów Euclid i Herschel Europejskiej Agencji Kosmicznej. Badali emisję cieplną pyłu z gwiazd w ponad dwóch milionach galaktyk rozciągających się na miliardy lat świetlnych, tworząc najbardziej szczegółową jak dotąd mapę temperatur Wszechświata.
Chociaż to kosmiczne ochłodzenie wydaje się nieistotne – średnie temperatury galaktyk spadły zaledwie o 10 kelwinów w ciągu ostatnich 10 miliardów lat – ma ono poważne konsekwencje. Ta niewielka zmiana odzwierciedla znaczne spowolnienie tempa powstawania gwiazd. Galaktyki z gorącymi jądrami powstają z gęstych obłoków gazu i pyłu, gdzie silne przyciąganie grawitacyjne powoduje narodziny nowych gwiazd. W miarę jak te gwiazdy starzeją się i umierają, wzbogacają swoje otoczenie w cięższe pierwiastki i przyczyniają się do powstawania galaktycznego „pyłu”, który zasila przyszłe pokolenia gwiazd.
„Ilość pyłu w galaktykach i ich temperatura spadają przez miliardy lat” – wyjaśnia współautor badania Douglas Scott, kosmolog z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej (UBC). Według niego oznacza to, że „przeszliśmy erę maksymalnego powstawania gwiazd”.
Wszechświat „staje się zimniejszy i bardziej martwy”
Naukowcy przyznają, że chociaż ta tendencja spadkowa jest wyraźna, nie zwiastuje ona rychłego końca wszechświata. Zajmie to wiele bilionów lat, zanim te procesy się rozwiną. Ale nawet przy niezwykle długim życiu – szacowanym na 33 miliardy lat lub astronomicznie dużej liczbie (jeden z 78 zerami) – Wszechświat nie znajduje się już w swoim żarliwym wieku gwiazdotwórczym.
„Wszechświat stanie się po prostu zimniejszy i bardziej martwy” – mówi Scott.
Mapowanie kosmosu: wkład Euklidesa
Badania opierają się na danych opublikowanych na początku tego roku przez kosmiczny teleskop Euclid Europejskiej Agencji Kosmicznej, który rozpoczął misję mapowania jednej trzeciej nocnego nieba z niespotykaną dotąd szczegółowością. Kataloguje już obserwacje ponad 1,5 miliarda galaktyk, starając się uzyskać ostateczny obraz obejmujący miliardy lat świetlnych w czasie.
Naukowcy połączyli dane Euclida w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni z wcześniejszymi obserwacjami z Obserwatorium Herschel, które specjalizowało się w wykrywaniu promieni dalekiej podczerwieni, czyli rodzaju promieniowania emitowanego przez ciepło w obłokach pyłu. Podejście uwzględniające wiele długości fal pozwoliło im stworzyć pełniejszy niż kiedykolwiek wcześniej obraz temperatur galaktyk i historii powstawania gwiazd.
Historia napędzana kurzem
Trend ochłodzenia wynika z wyczerpywania się nowego paliwa gwiezdnego – gazu i pyłu występujących w galaktykach. Podczas gdy niektóre galaktyki stale uzupełniają swoje zapasy poprzez fuzje lub interakcje, inne z czasem tracą tę materię. Supermasywne czarne dziury w centrach wielu galaktyk mogą również zakłócać powstawanie gwiazd poprzez wyrzucanie gazu i pyłu w przestrzeń kosmiczną. W końcu tym „blednącym” galaktykom kończy się paliwo i znikają, pozostawiając po sobie wszechświat, w którym mniej gwiazd błyska i migocze w ciemności.
Chociaż ta kosmiczna przyszłość może wydawać się ponura, jest to po prostu naturalny postęp ogromnego, stale ewoluującego systemu. Wszechświat będzie istniał przez niezmiernie długi czas, ale minęła jego dynamiczna, młoda faza szybkich narodzin gwiazd. Era ekspansji galaktycznej i gwałtownych narodzin gwiazd dobiega końca, pozostawiając po sobie kosmos, który stopniowo zapada w zimny spokój.
