Коначно знамо шта је упалило светла у зору историје: СциенцеАлерт

Коначно знамо шта је донело светлост мрачној, безобличној празнини раног универзума.

Према подацима са свемирских телескопа Хабл и Џејмс Веб, порекло фотона који слободно лете у зору раног универзума биле су мале патуљасте галаксије у којима се запалио живот, разбивши замућену водоничну маглу која је испуњавала међугалактички простор. Нови папир Истраживање је објављено у фебруару.

„Ово откриће открива кључну улогу коју су ултра-лаке галаксије играле у еволуцији раног универзума. Астрофизичарка Ирина Чемеринска рекла је Са Института за астрофизику у Паризу.

„Они производе јонизујуће фотоне који претварају неутрални водоник у јонизовану плазму током космичке рејонизације. Ово наглашава важност разумевања галаксија мале масе у обликовању историје универзума.“

На почетку универзума, неколико минута након Великог праска, простор је био испуњен густом маглом јонизоване плазме. Оно мало светлости што је било могло је да продре кроз ову маглу; Уместо тога, фотони би се једноставно распршили од слободних електрона који лебде около, што би ефективно учинило универзум тамним.

Како се универзум хладио, после око 300.000 година, протони и електрони су почели да се спајају да би формирали неутрални гас водоника (и мало хелијума). Већина таласних дужина светлости могла је да продре у овај неутрални медијум, али је било неколико извора светлости који би га произвели. Али из овог водоника и хелијума су рођене прве звезде.

Ове прве звезде су емитовале зрачење које је било довољно снажно да одвоји електроне из њихових језгара и рејонизује гас. Али до овог тренутка, универзум се толико проширио да је гас био раширен и више није могао да спречи да светлост сија. Отприлике милијарду година након Великог праска, краја периода познатог као космичка зора, универзум је потпуно рејонизован. Тада! Упалила су се светла.

Али зато што има толико замућења у космичкој зори, и зато што је тако слаба и удаљена кроз време и простор, имали смо проблема да видимо шта је тамо. Научници су мислили да извори одговорни за већину ове измаглице морају бити моћни — масивне црне рупе чије накупљање производи јарко светло, на пример, и масивне галаксије усред формирања звезда (звезде бебе производе много ултраљубичастог зрачења).

Телескоп Џејмс Веб је делимично дизајниран да погледа у зору универзума и покуша да открије шта се тамо крије. Био је то огроман успех, откривајући разне врсте изненађења о овом кључном тренутку у обликовању нашег универзума. Изненађујуће, телескопска запажања сада показују да су патуљасте галаксије главни играчи у рејонизацији.

Међународни тим предвођен астрофизичарем Хакимом Атиком са Института за астрофизику у Паризу обратио се подацима телескопа Џејмс Веб о групи галаксија под називом Абел 2744, подржане подацима са Хабла. Абел 2744 је толико густ да се простор-време савија око њега, формирајући космичко сочиво. Свака удаљена светлост која путује до нас кроз овај простор-време постаје увећана. Ово је омогућило истраживачима да виде мале патуљасте галаксије у близини космичке зоре.

Затим су користили телескоп Џејмс Веб да би добили детаљне спектре ових малих галаксија. Њихова анализа је открила да ове патуљасте галаксије нису само најраспрострањенији тип галаксије у раном универзуму, већ су и много светлије него што се очекивало. У ствари, истраживање тима показује да патуљасте галаксије бројчано надмашују велике галаксије 100 према један, и да је њихов укупни излаз четири пута већи од јонизујућег зрачења које се нормално претпоставља за веће галаксије.

„У комбинацији, ове космичке силе емитују више него довољно енергије за извршење мисије. рекао је Атик„Упркос својој малој величини, ове галаксије мале масе производе огромне количине енергетског зрачења, а њихово обиље током овог периода је толико велико да би њихов колективни утицај могао да трансформише целокупно стање универзума.

То је до сада најбољи доказ моћи која стоји иза рејонизације, али има још посла. Истраживачи су погледали мали део неба; Морају бити сигурни да узорак који одаберу није само аномална збирка патуљастих галаксија, већ она која представља целокупну популацију у зору универзума.

Научници намеравају да проуче више космичких региона сочива на небу како би добили шири узорак раних галактичких јата. Али резултати су веома интересантни само за овај узорак. Научници траже одговоре на рејонизацију откад знамо за њу. И ускоро ћемо коначно дићи маглу.

„Сада смо ушли на неистражену територију са ЈВСТ-ом.“ рекао је астрофизичар Тхимиа Нанаиаккара Са Технолошког универзитета Свинбурн у Аустралији.

„Овај рад отвара узбудљивија питања на која треба да одговоримо у нашим напорима да зацртамо еволуциону историју наших почетака.

Истраживање је објављено у природа.

Оригинална верзија овог чланка објављена је у марту 2024.