Радиотелескоп MeerKAT выявил расхождение в истории звездообразования: новое исследование предлагает объяснение

Радиотелескоп MeerKAT, один из самых чувствительных инструментов в своём классе, помог астрономам обнаружить потенциальное расхождение в оценках темпа звездообразования в ранней Вселенной. Согласно данным, опубликованным в архиве препринтов arXiv, статистика глубоких радиоисточников указывает на расхождение между радио- и ультрафиолетовыми/инфракрасными измерениями на красных смещениях от 1 до 2.

Исследователи использовали так называемый метод P(D) для анализа шума путаницы, позволяющий оценить количество слабых радиоисточников вплоть до субмикроджансового уровня. Это дало возможность уточнить историю плотности темпа звездообразования (SFRD). Однако результаты MeerKAT показали, что предсказанные количества источников на уровне около 10 микроджансов расходятся с наблюдаемыми более чем на 3 стандартных отклонения.

Авторы работы предложили параметризацию эволюции радио-инфракрасной корреляции, основанную исключительно на радио-светимости. Они ввели механизм изменения потерь космических лучей: с ростом магнитных полей в галактиках корреляция ослабевает. Модель показывает, что небольшое уменьшение параметра q (логарифм отношения инфракрасной к радио-светимости) к красному смещению около 2 может устранить расхождение.

Дополнительно учёные оценили внутренний разброс этой корреляции: он вряд ли превышает 0,3 порядка величины на рассматриваемых красных смещениях, если q действительно уменьшается. Это накладывает ограничения на модели эволюции галактик.

Важно, что текущие данные не указывают на полный разрыв радио-инфракрасной корреляции, который лежит в основе многих оценок темпов звездообразования. Однако для окончательного подтверждения потребуются ещё более глубокие наблюдения. Будущий обзор Deep Synoptic Array (DSA) сможет регистрировать источники вплоть до нескольких наноджансов, что даст возможность проверить предложенную эволюцию с высокой точностью.

Работа демонстрирует, как современные радиотелескопы, такие как MeerKAT, не только открывают новые объекты, но и позволяют проверять фундаментальные предположения астрофизики. Уточнение истории звездообразования важно для понимания эволюции галактик и космической структуры в целом.