Astronomi su možda konačno otkrili šta je prvi put osvetlilo “kosmičku zoru” tokom ranog života univerzuma.
Prema podacima sa teleskopa Habl i Džejms Veb, izvori slobodnih fotona u ranom kosmičkom zoru bile su male patuljaste galaksije koje su “planule“ životom, razbistrivši maglu mutnog vodonika koja je ispunjavala međugalaktički prostor. O istraživanju je objavljen naučni rad u februaru 2024. godine.
– Ovo otkriće otkriva ključnu ulogu ultra-slabih galaksija u evoluciji ranog Univerzuma. One proizvode jonizujuće fotone koji pretvaraju neutralni vodonik u jonizovanu plazmu tokom kosmičke rejonizacije. Ovo pokazuje koliko je važno razumeti galaksije male mase u oblikovanju istorije Univerzuma – izjavila je astrofizičarka Irina Čemerinska sa Instituta za astrofiziku u Parizu, prenosi Science Alert.
Na početku Univerzuma, u minutima nakon Velikog praska, prostor je bio ispunjen toplom, gustim maglom jonizovane plazme. Svetlost koja je postojala nije mogla da prodre kroz ovu maglu; fotoni bi jednostavno raspršivali na slobodnim elektronima, čineći Univerzum praktično tamnim.
Kako se Univerzum hladio, posle oko 300.000 godina, protoni i elektroni počeli su da se spajaju i formiraju neutralni vodonik (i malo helijuma).
Većina talasnih dužina svetlosti mogla je da prodre kroz ovaj neutralni medijum, ali izvora svetlosti gotovo da nije bilo. Upravo iz ovog vodonika i helijuma rođene su prve zvezde.
Te prve zvezde emitovale su zračenje dovoljno snažno da odvoje elektrone od njihovih jezgara i rejonizuju gas. Do tada je univerzum bio toliko proširen da gas više nije mogao da spreči svetlost da prodre.
Do otprilike milijardu godina posle Velikog praska, kraj perioda poznatog kao kosmički zoru, univerzum je bio potpuno rejonizovan – svetla su bila uključena.
Međutim, zbog guste magle i velike udaljenosti u prostoru i vremenu, naučnicima je bilo teško da vide šta se tamo nalazi.
Ranije se smatralo da izvori odgovorni za većinu razbistravanja moraju biti moćni – ogromne crne rupe čija akrecija proizvodi intenzivno svetlo, ili velike galaksije u procesu stvaranja zvezda, koje proizvode mnogo UV zračenja.
Džejms Veb teleskop je dizajniran, između ostalog, da zaviri u kosmički zoru i vidi šta se tamo skriva. Rezultati su bili izuzetni, otkrivajući brojne iznenađujuće podatke o ovom ključnom periodu formiranja Univerzuma. Neočekivano, posmatranja teleskopa sada ukazuju da su male patuljaste galaksije ključni akteri rejonizacije.
Međunarodni tim predvođen astrofizičarem Hakimom Atek sa Instituta za astrofiziku u Parizu analizirao je podatke Džejms Veb teleskopa o galaktičkom jatu Abel 2744, dopunjene podacima sa Habl teleskopa.
Abel 2744 je toliko gusto da prostor-vreme oko njega savija svetlost, stvarajući kosmičko sočivo; bilo koja udaljena svetlost koja prolazi kroz ovaj prostor-vremenski sklop biva uvećana. Ovo je istraživačima omogućilo da uoče male patuljaste galaksije blizu kosmičke zore.
Zatim su pomoću Džejms Veb teleskopa dobili detaljne spektralne podatke o tim malim galaksijama. Analiza je pokazala da ove patuljaste galaksije nisu samo najbrojniji tip galaksija u ranom Univerzumu, već su i znatno svetlije nego što se očekivalo.
Istraživanje tima pokazuje da patuljaste galaksije premašuju velike galaksije u odnosu 100:1, a njihov zbirni izlaz jonizujućeg zračenja četiri puta premašuje očekivanu vrednost za veće galaksije.
– Ove kosmičke fabrike kolektivno emituju više nego dovoljno energije da obave posao. Uprkos svojoj maloj veličini, galaksije male mase proizvode obilje energetskog zračenja, a njihova brojnost u ovom periodu je toliko značajna da njihov zajednički uticaj može transformisati celo stanje Univerzuma – rekao je Atek.
Ovo je najbolji dokaz do sada o snazi koja stoji iza rejonizacije, ali posao još nije završen. Istraživači su proučavali samo jedan mali deo neba; potrebno je potvrditi da uzorak nije anomalno jato patuljastih galaksija, već reprezentativni uzorak celokupne populacije u kosmičkom zoru.
Planiraju da istraže više područja sa kosmičkim sočivima kako bi dobili širi uzorak ranih galaktičkih populacija. Ali čak i iz ovog jednog uzorka, rezultati su izuzetno uzbudljivi. Naučnici tragaju za odgovorima o rejonizaciji od kada se zna za ovaj fenomen. Konačno smo na pragu razbijanja magle.
– Sada smo zakoračili u neistraženu teritoriju sa Džejms Veb teleskopom. Ovaj rad otvara mnoga uzbudljiva pitanja na koja moramo da odgovorimo u našim naporima da mapiramo evolutivnu istoriju naših početaka – izjavila je astrofizičarka Temija Nanajakara sa Tehnološkog univerziteta Svinburn u Australiji.
BONUS VIDEO:
Komentari (0)