Hubble odkrywa galaktyki odpowiedzialne za rejonizację Wszechświata

Hubble Frontier Fields view of MACSJ0416.1–2403

Obserwacje wykonane za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a przy wykorzystaniu zjawiska soczewkowania grawitacyjnego pozwoliły na odsłonięcie największej próbki najsłabszych i najwcześniejszych galaktyk we Wszechświecie. Niektóre z tych galaktyk powstały zaledwie 600 milionów lat po Wielkim Wybuchu i należą do najsłabszych galaktyk odkrytych jak dotąd przez teleskop Hubble’a. Zespół naukowców był w stanie określić, po raz pierwszy z pewną dozą pewności, że owe małe galaktyki były kluczowe dla powstania Wszechświata jaki widzimy teraz.

Międzynarodowy zespół astronomów pod kierownictwem Hakima Ateka z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne w Szwajcarii odkrył ponad 250 niewielkich galaktyk, które istniały zaledwie 600-900 milionów lat po Wielkim Wybuchu – to jedna z największych próbek galaktyk karłowatych odkryta w tej epoce. Światło z tych galaktyk podróżowało przez ponad 12 miliardów lat zanim dotarło do naszych teleskopów, umożliwiając astronomom spojrzenie w przeszłość, w czasy bardzo wczesnego wszechświata.

Mimo, że imponująca, to jednak liczba znalezionych galaktyk w tak wczesnej epoce nie jest jedynym istotnym przełomem zespołu. Johan Richard z Observatoire de Lyon we Francji zauważa, że „Najsłabsze galaktyki wykryte w trakcie tych obserwacji teleskopem Hubble’a, są słabsze niż jakiekolwiek wcześniej odkryte przez ten teleskop.”

Przyglądając się światłu pochodzącemu od tych galaktyk, zespół astronomów odkrył, że skumulowane światło wyemitowane przez te galaktyki mogło odegrać główną rolę w jednym z najbardziej tajemniczych okresów historii wczesnego Wszechświata – w epoce rejonizacji. Rejonizacja rozpoczęła się gdy gęsta mgła gazu wodorowego spowijająca wczesny Wszechświat zaczęła się rozpływać. Światło ultrafioletowe mogło wtedy zacząć przemieszczać się na duże odległości nie napotykając na swojej drodze niczego. Tym samym Wszechświat stał się przezroczysty dla światła ultrafioletowego.

Obserwując promieniowanie UV pochodzące od znalezionych galaktyk astronomowie byli w stanie obliczyć czy były to galaktyki, które brały udział w procesie rejonizacji. Zespół określił, po raz pierwszy z pewną dozą pewności, że najmniejszej i najbardziej obfite galaktyki mogły odgrywać głóną rolę w utrzymaniu przezroczystości Wszechświata. Dzięki temu, można było określić, że epoka rejonizacji – która zakończyła się gdy Wszechświat stał się całkowicie przezroczysty – zakończyła się około 700 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Główny autor Atek tłumaczy: „Jeżeli weźmiemy pod uwagę tylko wkład ze strony jasnych i masywnych galaktyk okazuje się, że nie wystarczyłoby to to zrejonizowania Wszechświata. Musimy także dodać wkład ze strony bardziej obfitej populacji słabych galaktyk karłowatych.”

Aby dokonać tego odkrycia zespół wykorzystał najgłębsze zdjęcia soczewkowania grawitacyjnego wykonane w trzech gromadach galaktyk. Zdjęcia powstały w ramach programu Hubble Frontier Fields. Owe gromady wytwarzają olbrzymie pole grawitacyjne zdolne zakrzywić promieniowanie słabych galaktyk leżących daleko za tymi gromadami. Dzięki temu możliwe staje się poszukiwanie i badanie pierwszych generacji galaktyk we Wszechświecie.

Jean-Paul Kneib, współautor badania z Ecole Polytechnique Federale de Lausanne w Szwajcarii tłumaczy „Gromady z programu Frontier Fields działają jak potężne teleskopy naturalne ukazując nam te słabe galaktyki karłowate, których w innej sytuacji nie bylibyśmy w stanie dostrzec.”

Współautor badania Mathilde Jauzac, z Durham University (Wielka Brytania) oraz University of KwaZulu-Natal (RPA) zauważa znaczenie odkrycia i udziału w nim teleskopu Hubble’a: „Hubble wciąż pozostaje niezrównanym pod względem zdolności obserwacji najodleglejszych galaktyk. Sama głębia danych z programu Hubble Frontier Field gwarantuje bardzo precyzyjne zrozumienie procesu powiększania obrazu przez gromady galaktyk.”

Owe wyniki podkreślają niesamowite możliwości programu Frontier Fields, w którym możemy doczekać się odkrycia kolejnych i jeszcze odleglejszych galaktyk gdy Hubble spojrzy na kolejne trzy gromady galaktyk w najbliższej przyszłości.

Publikacja wyników badań naukowych oczekuje na zatwierdzenie w czasopiśmie Astrophysical Journal.

Źródło: APJ

  • Jak w przyszłości będziemy ekranami pokrywać w domach ściany, to sobie takie fototapety załaduję 🙂
    Wszechświat jest absurdalnie wielki.