Pagaliau žinome, kas atnešė šviesą į tamsią, beformę ankstyvosios visatos tuštumą.

Remiantis Hablo ir Jameso Webbo kosminių teleskopų duomenimis, laisvai skraidančių fotonų ištakos ankstyvosios visatos aušroje buvo mažos nykštukinės galaktikos, kuriose užsiliepsnojo gyvybė, išvalydama tarpgalaktinę erdvę užpildžiusį drumzliną vandenilio rūką. Naujas popierius Tyrimas buvo paskelbtas vasario mėn.

„Šis atradimas atskleidžia itin lengvų galaktikų vaidmenį ankstyvosios visatos evoliucijoje. Astrofizikė Irina Chemerinska sakė Iš Paryžiaus Astrofizikos instituto.

„Jie gamina jonizuojančius fotonus, kurie kosminės rejonizacijos metu neutralų vandenilį paverčia jonizuota plazma. Tai pabrėžia mažos masės galaktikos supratimo svarbą formuojant visatos istoriją.”

Visatos pradžioje, praėjus kelioms minutėms po Didžiojo sprogimo, erdvę užpildė tirštas jonizuotos plazmos rūkas. Maža šviesa galėjo prasiskverbti pro šį rūką; Atvirkščiai, fotonai būtų tiesiog išsklaidę aplink plūduriuojančius laisvus elektronus, todėl visata būtų tamsi.

Visatai atvėsus, maždaug po 300 000 metų protonai ir elektronai pradėjo susijungti ir sudaryti neutralias vandenilio dujas (ir šiek tiek helio). Dauguma šviesos bangos ilgių galėjo prasiskverbti į šią neutralią terpę, tačiau buvo nedaug šviesos šaltinių, kad būtų galima ją sukurti. Tačiau iš šio vandenilio ir helio gimė pirmosios žvaigždės.

Šios pirmosios žvaigždės skleidė spinduliuotę, kuri buvo pakankamai galinga, kad pašalintų elektronus iš savo branduolių ir rejonizuotų dujas. Tačiau iki to laiko visata išsiplėtė tiek, kad dujos išsisklaidė ir nebegalėjo sutrukdyti šviesai spindėti. Praėjus maždaug milijardui metų po Didžiojo sprogimo, laikotarpio, vadinamo kosmine aušra, pabaigos, visata buvo visiškai rejonizuota. Tada! Užsidegė šviesos.

Tačiau kadangi kosminėje aušroje yra tiek daug neryškumo ir ji tokia silpna ir nutolusi laike ir erdvėje, mums buvo sunku pamatyti, kas ten yra. Mokslininkai manė, kad šaltiniai, atsakingi už didžiąją dalį šios miglos, turi būti galingi – pavyzdžiui, didžiulės juodosios skylės, kurių susikaupimas skleidžia ryškią šviesą, ir masyvios galaktikos besiformuojant žvaigždėms (žvaigždės kūdikiai gamina daug ultravioletinės spinduliuotės).

James Webb teleskopas buvo iš dalies skirtas pažvelgti į visatos aušrą ir pabandyti išsiaiškinti, kas ten slepiasi. Tai buvo didžiulė sėkmė, atskleidusi įvairiausių netikėtumų apie šį lemiamą mūsų visatos formavimosi laikotarpį. Stebėtina, kad dabar teleskopiniai stebėjimai rodo, kad nykštukinės galaktikos yra pagrindiniai rejonizacijos dalyviai.

Tarptautinė komanda, vadovaujama astrofiziko Hakimo Atiqo iš Astrofizikos instituto Paryžiuje, pasinaudojo James Webb teleskopo duomenimis apie galaktikų grupę, pavadintą Abell 2744, paremtus Hablo duomenimis. Abell 2744 yra toks tankus, kad erdvėlaikis lenkiasi aplink jį, sudarydamas kosminį lęšį. Bet kokia tolima šviesa, keliaujanti iki mūsų per šią erdvėlaikį, tampa padidinta. Tai leido tyrėjams pamatyti mažas nykštukines galaktikas netoli kosminės aušros.

Tada jie naudojo James Webb teleskopą, kad gautų išsamius šių mažų galaktikų spektrus. Jų analizė atskleidė, kad šios nykštukinės galaktikos yra ne tik gausiausias galaktikų tipas ankstyvojoje visatoje, bet ir daug ryškesnės nei tikėtasi. Tiesą sakant, komandos tyrimai rodo, kad nykštukinių galaktikų yra 100 daugiau nei didelių galaktikų, o bendra jų išeiga keturis kartus viršija jonizuojančiąją spinduliuotę, kuri įprastai daroma didesnėms galaktikoms.

„Sujungus, šios kosminės jėgos išskiria daugiau nei pakankamai energijos misijai įvykdyti. Atikas pasakė„Nepaisant mažo dydžio, šios mažos masės galaktikos gamina milžiniškus energetinės spinduliuotės kiekius, o jų gausa šiuo laikotarpiu yra tokia didelė, kad jų bendras poveikis gali pakeisti visą Visatos būseną.

Tai kol kas geriausias reionizacijos galios įrodymas, tačiau dar reikia nuveikti. Tyrėjai pažvelgė į nedidelį dangaus lopinėlį; Jie turi būti tikri, kad jų pasirinktas pavyzdys yra ne tik anomali nykštukinių galaktikų kolekcija, bet veikiau tokia, kuri atstovauja visai populiacijai visatos aušroje.

Mokslininkai ketina ištirti daugiau kosminių lęšių sričių danguje, kad gautų platesnį ankstyvųjų galaktikų spiečių pavyzdį. Tačiau rezultatai yra labai įdomūs tik šiam pavyzdžiui. Mokslininkai ieško atsakymų į reionizaciją nuo tada, kai apie tai sužinojome. Ir mes pagaliau pakelsime rūką.

„Dabar su JWST įžengėme į neatrastą teritoriją. sakė astrofizikė Thimya Nanayakkara Iš Swinburne technologijos universiteto Australijoje.

„Šis darbas atveria daugiau įdomių klausimų, į kuriuos turime atsakyti stengdamiesi nubrėžti savo pradžios evoliucijos istoriją.

Tyrimas buvo paskelbtas m gamta.

Pradinė šio straipsnio versija buvo paskelbta 2024 m. kovo mėn.