Тајна космичке зоре: Како су светла универзума засијала

"Шта је прво осветлило космичку зору у раном свемиру" - је питање које је дуго мучило стручњаке. Захваљујући најновијим посматрањима свемирских телескопа, можда коначно имамо одговор. Наиме, према подацима свемирских телескопа Хабл и Џејмс Веб, извор слободно летећих фотона у време ране космичке зоре биле су мале патуљасте галаксије које су се нагло "запалиле", рашчистивши магловити водоник који је испуњавао међугалактички простор.

"Ово откриће открива кључну улогу коју су одиграле изузетно слабо светлеће галаксије у развоју раног универзума. Оне производе јонизујуће фотоне који претварају неутрални водоник у јонизовану плазму током космичке рејонизације. То наглашава колико је важно разумети улогу галаксија мале масе у обликовању историје универзума", кажу астрофизичари.

На почетку универзума, у року од неколико минута после Великог праска, простор је био испуњен врућом, густом маглом јонизоване плазме. Светлост која је постојала није могла да продре кроз ову маглу; фотони би једноставно били расејани од слободних електрона који су лебдели око, чинећи универзум у суштини мрачним.

Како се универзум хладио, након око 300.000 година, протони и електрони почели су да се спајају и формирају неутрални водоник и мало хелијума.

Већина таласних дужина светлости могла је да продре кроз ову неутралну материју, али извора светлости је било веома мало. Али управо из овог водоника и хелијума рођене су прве звезде.

Магазин

Због чега нико није смео да види скафандер Јурија Гагарина, чак ни након слетања на Земљу

Те прве звезде емитовале су зрачење довољно јако да одвоји електроне од њихових језгара и поново јонизује гас. До тог тренутка, међутим, Универзум се толико проширио да је гас био разређен и није могао да спречи светлост да сија.

Око 1 милијарду година након Великог праска, на крају периода познатог као космичка зора, универзум је био потпуно рејонизован и "светла" су се упалила.

Али, у космичкој зори је било доста магле и пошто је толико мрачно и далеко кроз простор и време, било је тешко видети шта се тамо налази. Научници су претпостављали да извори који су одговорни за већину "прочишћавања" морају бити моћни - огромне црне рупе чије привлачење материје (гаса и прашине) производи сјајно светло, на пример, и велике галаксије у процесу формирања звезда (младе звезде производе много ултраљубичасте светлости).

Телскоп Џејмс Веб је делимично дизајниран да загледа у космичку зору и покуша да види шта се тамо крије. И био је веома успешан, откривајући разне изненађујуће појаве о овом кључном периоду у формирању универзума. Изненађујуће, посматрања телескопа сада сугеришу да су патуљасте галаксије кључни играч у рејонизацији.

Међународни тим окренуо се подацима телескопа о галактичком јату названом Абел 2744, поткрепљеним подацима из Хабла. Абел 2744 је толико густ да простор-време око њега бива изобличено, формирајући космичку сочиво; свака удаљена светлост која путује према нама кроз то изобличено простор-време бива увећана. То је омогућило истраживачима да уоче мале патуљасте галаксије близу космичке зоре.

Затим су користили Џејмс Веб да добију детаљне спектре ових ситних галаксија. Њихова анализа је показала да ове патуљасте галаксије нису само најбројнија врста галаксија у раном Универзуму, већ су и далеко светлије него што се очекивало. Заправо, истраживање тима показује да патуљасте галаксије надмашују велике галаксије у односу 100 према 1, а њихова колективна емисија је четири пута јача од јонизујућег зрачења које се обично приписује великим галаксијама.

Ово је до сада најбољи доказ за снагу која стоји иза рејонизације, али још увек има посла. Истраживачи су посматрали само један мали део неба; морају да се увере да њихов узорак није само аномална група патуљастих галаксија, већ да представља целокупну популацију у космичкој зори.

Истраживање је објављено у часопису Nature, а пише Science alert.