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

Remiantis Hablo ir Jameso Webbo kosminių teleskopų duomenimis, ankstyvoje kosminėje aušroje laisvai skraidančių fotonų ištakos buvo mažos nykštukinės galaktikos, kurios užsiliepsnojo gyvybe, pašalindamos paslaptingą vandenilio rūką, užpildžiusį tarpgalaktinę erdvę.

„Šis atradimas atskleidžia lemiamą labai silpnų galaktikų vaidmenį ankstyvosios visatos evoliucijoje. sako astrofizikė Irina Chemerinska 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, per kelias minutes po Didžiojo sprogimo, erdvė buvo užpildyta karštu, tankiu jonizuotos plazmos rūku. Kokia maža šviesos būta, nebūtų prasiskverbusi į šį rūką; Paprasčiau tariant, fotonai būtų išsklaidyti iš laisvųjų elektronų, plūduriuojančių aplinkui, 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). Daugelis šviesos bangų ilgių galėjo prasiskverbti į šią neutralią terpę, tačiau buvo labai mažai šviesos šaltinių, kurie ją galėtų sukurti. Tačiau iš vandenilio ir helio gimė pirmosios žvaigždės.

Tos pirmosios žvaigždės suteikė pakankamai stiprią spinduliuotę, kad numuštų elektronus nuo jų branduolių ir rejonizuotų dujas. Tačiau iki to momento visata išsiplėtė tiek, kad dujos buvo pasklidusios ir negalėjo užkirsti kelio šviesai. Praėjus maždaug milijardui metų po Didžiojo sprogimo, laikotarpio, vadinamo kosmine aušra, pabaigos, visata buvo visiškai rejonizuota. Ta-da! Šviesos buvo įjungtos.

Tačiau kadangi kosminėje aušroje yra tiek daug tamsos ir ji tokia silpna ir toli laike ir erdvėje, mums buvo sunku pamatyti, kas ten yra. Mokslininkai manė, kad šaltiniai, atsakingi už didžiąją dalį šios tuštumos, turi būti galingi – pavyzdžiui, didžiulės juodosios skylės, kurių susikaupimas skleidžia švytinčią šviesą, ir masyvios galaktikos formuojantis žvaigždžių viduryje (mažos žvaigždės gamina daug ultravioletinių spindulių).

Jameso Webbo kosminis teleskopas buvo iš dalies sukurtas tam, kad pažvelgtų į kosminę aušrą ir pabandytų pamatyti, kas ten slypi. Jis buvo labai sėkmingas, atskleidęs įvairiausių netikėtumų apie šį lemiamą mūsų visatos formavimosi laiką. Stebėtina, kad dabar teleskopiniai stebėjimai rodo, kad nykštukinės galaktikos yra pagrindiniai rejonizacijos dalyviai.

Tarptautinė komanda, vadovaujama astrofiziko Hakimo Atiqo iš Astrofizikos instituto Paryžiuje, pasinaudojo Jameso Webbo kosminio teleskopo duomenimis apie galaktikų spiečius Abell 2744, papildytus Hablo duomenimis. Abell 2744 yra toks tankus, kad erdvėlaikis apgaubia jį, sudarydamas kosminį lęšį; Bet kokia toli šviesa, keliaujanti į mus erdvėlaikiu, padidėja. Tai leido tyrėjams pamatyti mažas nykštukines galaktikas, esančias netoli kosminės aušros.

Tada jie naudojo James Webb kosminį 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 jų bendras išeiga keturis kartus viršija jonizuojančiąją spinduliuotę, kuri įprastai daroma masyvesnėms galaktikoms.

„Sujungus šias kosmines jėgas, išskiriama pakankamai energijos, kad galėtų atlikti darbą. Atikas sako. „Nepaisant mažo dydžio, šios mažos masės galaktikos gamina daug energijos, o jų gausa šiuo laikotarpiu yra tokia didelė, kad jų bendras poveikis gali pakeisti visą Visatos būklę.

Tai kol kas geriausias reionizacijos galios įrodymas, tačiau dar reikia nuveikti. Tyrėjai pažvelgė į nedidelį dangaus lopinėlį; Jie turi įsitikinti, kad jų pavyzdys yra ne tik anomali nykštukinių galaktikų kolekcija, bet ir reprezentatyvus visos populiacijos pavyzdys kosminės aušros metu.

Jie ketina ištirti daugiau kosminių lęšių sričių danguje, kad gautų platesnį ankstyvųjų galaktikų spiečių pavyzdį. Tačiau tik šiame pavyzdyje rezultatai buvo neįtikėtinai dramatiški. Mokslininkai atsakymų apie reionizaciją ieškojo tiek laiko, kiek apie ją žinojome. Esame ant slenksčio, kad pagaliau panaikintume rūką.

„Dabar mes įžengėme į neatrastą teritoriją su Jameso Webb kosminiu teleskopu. sako 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.