Konečne vieme, ako vzniklo svetlo na úsvite čias

Podľa údajov z Hubblovho vesmírneho teleskopu a vesmírneho teleskopu James Webba boli pôvodcami voľne letiacich fotónov na úsvite vesmíru malé trpasličie galaxie, ktoré sa rozhoreli a vyčistili hmlu z kalného vodíka, ktorá vypĺňala medzigalaktický priestor. Tieto galaxie produkovali ionizujúce fotóny, ktoré transformujú neutrálny vodík na ionizovanú plazmu.

Na začiatku vesmíru – v priebehu niekoľkých minút po Veľkom tresku – bol priestor naplnený horúcou a hustou hmlou ionizovanej plazmy. To málo svetla, ktoré tam bolo, by do tejto hmly nepreniklo; fotóny by sa jednoducho rozptýlili od voľných elektrónov, ktoré sa vznášali okolo, čím by sa vesmír stal temným. Ako sa vesmír ochladzoval, približne po 300 000 rokoch sa protóny a elektróny začali spájať a vytvárať neutrálny plynný vodík (a trochu hélia).

Týmto neutrálnym prostredím mohla preniknúť väčšina vlnových dĺžok svetla, ale na jeho vytvorenie bolo veľmi málo zdrojov svetla. Z vodíka a hélia sa však zrodili prvé hviezdy. Tie prinášali žiarenie, ktoré bolo dostatočne silné na to, aby odtrhlo elektróny od jadier a reionizovalo plyn. V tom čase sa však už vesmír natoľko rozšíril, že plyn bol rozptýlený a nemohol zabrániť svetlu, aby vyžarovalo von.

Približne 1 miliardu rokov po Veľkom tresku, na konci obdobia známeho ako kozmický úsvit, bol vesmír úplne reionizovaný. A svetlá sa rozsvietili. Vedci si mysleli, že zdroje zodpovedné za väčšinu vyjasnenia museli byť silné, napríklad obrovské čierne diery, ktorých akrécia produkuje žiarivé svetlo, a veľké galaxie v procese tvorby hviezd. Vesmírny teleskop Jamesa Webba bol čiastočne navrhnutý tak, aby nahliadol do kozmického úsvitu a pokúsil sa zistiť, čo sa v ňom skrýva. A podarilo sa mu odhaliť rôzne prekvapenia o tomto kľúčovom období formovania nášho vesmíru.

Pozorovania teleskopu teraz prekvapivo naznačujú, že kľúčovým hráčom v reionizácii sú trpasličie galaxie. Medzinárodný tím výskumníkov pod vedením astrofyzika Hakima Ateka skúmal údaje z vesmírneho teleskopu Jamesa Webba a Hubblovho teleskopu o zhluku galaxií s názvom Abell 2744. Táto hustá kopa pôsobí ako kozmická šošovka, ktorá zväčšuje vzdialené svetlo a umožňuje tímu pozorovať malé trpasličie galaxie z raného vesmíru.

Pomocou vesmírneho teleskopu Jamesa Webba analyzovali tieto galaxie a zistili, že trpasličie galaxie sú početnejšie a jasnejšie, ako sa očakávalo. Počet týchto galaxií prevyšuje počet veľkých galaxií v pomere 100 k 1 a vyžarujú štyrikrát viac ionizujúceho žiarenia.

To naznačuje, že trpasličie galaxie zohrali významnú úlohu pri reionizácii vesmíru. Na zabezpečenie reprezentatívnosti zistení je potrebný ďalší výskum a tím plánuje preskúmať aj ďalšie oblasti. Celkovo sú výsledky prelomové a poskytujú zásadný pohľad na raný vesmír. Výskum bol publikovaný v časopise Nature.

Zdroj: sciencealert.com.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}