Astronomowie badający odległy Wszechświat odkryli, że już 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu istniało mnóstwo małych galaktyk gwiazdotwórczych. Wyniki badań wskazują, że najwcześniejsze galaktyki, które rozświetlały i jonizowały przestrzeń kosmiczną uformowały się jeszcze wcześniej.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Dawno, dawno temu, około 300 000 lat po powstaniu Wszechświata, przestrzeń kosmiczna była ciemna. Nie istniały jeszcze gwiazdy ani galaktyki, a Wszechświat wypełniony był gazem wodorowym. W pewnym momencie jednak pojawiły się pierwsze galaktyki, a ich energetyczne promieniowanie zaczęło jonizować gaz międzygalaktyczny stopniowo rozświetlając i przekształcając cały Wszechświat.
Choć wiemy, że ta dramatyczna przemiana miała miejsce gdzieś w przedziale między 300 milionami a miliardem lat po Wielkim Wybuchu, określenie kiedy pojawiły się pierwsze galaktyki we Wszechświecie stanowi ogromne wyzwanie. Gaz międzygalaktyczny, początkowo obojętny, silnie pochłania i rozprasza promieniowanie ultrafioletowe emitowane przez galaktyki, przez co są one wyjątkowo trudne do dostrzeżenia.
Aby dowiedzieć się kiedy rozpoczęła się transformacja, astronomowie stosują metodę pośrednią. Wykorzystując dane demograficzne dotyczące małych galaktyk gwiazdotwórczych do określenia okresu jonizacji gazu międzygalaktycznego, mogą wnioskować o tym kiedy pojawiły się pierwsze źródła jonizacji, pierwsze galaktyki. Jeżeli galaktyki gwiazdotwórcze, które świecą w zakresie linii Lyman alfa otoczone są przez obojętny gaz wodorowy, fotony Lyman-alfa są szybko rozpraszane, niczym światło lamp przeciwmgłowych we mgle, przesłaniając tym samym galaktyki. Po zjonizowaniu gazu, mgła ustępuje i mamy możliwość wykrycia galaktyk.
W ramach najnowszych badań tego typu odkryto 23 kandydatki na galaktyki emitujące w zakresie Lyman alfa (LAE), które istniały już 800 milionów lat po Wielkim Wybuchu (z~7), to największa próbka galaktyk wykryta w tej epoce.
Choć w ramach badań wykryto wiele LAE, odkryto także LAE występowały 4 razy rzadziej gdy Wszechświat miał 800 milionów lat niż niż niedużo później miliard lat po Wielkim Wybuchu (z~5.7). Wynika z tego, że proces jonizacji Wszechświata rozpoczął się wcześnie i gdy Wszechświat miał 800 milionów lat, wciąż nie był zakończony, bowiem w tej epoce zjonizowany gaz wypełniał około 50% Wszechświata, a pozostała część wciąż była wypełniona gazem neutralnym. Niewielka liczba galaktyk LAE w epoce 800 mln lat po Wielkim Wybuchu wynika z faktu, że część galaktyk wciąż skryta była za neutralnym gazem wodorowym.
Badania wykazują, że „mgła rozpraszała się już gdy Wszechświat miał 5% swojego obecnego wieku”, tłumaczy Sangeeta Malhotra (Goddard Space Flight Center oraz Arizona State University), jedna ze współautorek badania.
Źródło: NOAO