Helge uus idee, mis näitab, kuidas galaktikad valgustasid varajast universumit

Galaktikad varases universumis olid palju heledamad, kui astronoomid ennustasid, paljastavad Spitzeri kosmoseteleskoobi uued leiud. Muistseid galaktikaid nähakse kumavat infrapunavalgust, mis lahkus nende lähtest galaktikate ja tähtede varasemal ajastul. Astronoomid usuvad, et see leid võib aidata vastata intrigeerivale mõistatusele meie Kosmose varasemast ajastust.

Pärast Suurt Pauku oli universum energiat täis, kuid mateeria polnud veel tekkinud. Esimene asi, mis tekkis, oli ioniseeritud vesinik ja heelium ning valgus hakkas Kosmot täitma. Ligikaudu 300 000 aastat pärast Suurt Pauku muutus see ioniseeritud gaas elektriliselt neutraalseks ja universum sisenes ajastusse, mida kosmoloogid nimetasid „pimedaks ajastuks”.

Kunstniku ettekujutus varase galaktika väljanägemisest. Aktiivne tähtede moodustumine koos sagedaste tähesurmadega oleks tähtede vahel gaasi valgustanud, muutes galaktika suuresti läbipaistmatuks ja jättes need kehad vähese struktuuriga. Pildikrediit: James Josephides (Swinburne Astronomy Productions)

Alguses…

Reioniseerimise ajajärk algas 500 miljonit aastat pärast Suurt Pauku, ajal, mil kvasaarid hakkasid esmakordselt kuju võtma ja galaktikad hakkasid arenema. Aeglaselt, veel 500 miljoni aasta jooksul valgustas see reionisatsioon Universumit, muutes Kosmose pimedast laiusest hiilgavasse kohta, mida me täna tunneme. Kuidas reioniseerimine toimus, jääb siiski saladuseks.

„See on vaatlusliku kosmoloogia üks suurimaid avatud küsimusi. Me teame, et see juhtus, kuid mis selle põhjustas? Need uued leiud võivad olla suureks nüanssiks, “ütles Stephane De Barros Šveitsi Genfi ülikoolist.

Hubble'i ja Spitzeri kosmoseteleskoopide tehtud galaktikavälja liitkujutis. Ümberringi on vanimad tuhmid galaktikad. Paremal allservas olev pilt näitab ühe nende iidsete tähtede perekonna lähivõtteid ja pika särituse kujutist. Pildikrediit: NASA / JPL-Caltech / ESA / Spitzer / P. Oesch / S. De Barros / I.Labbe

Spitzeri kosmoseteleskoobi abil vaadati tagasi Kosmose varaseimatele galaktikatele, mis asuvad Maast 13 miljardi valgusaasta kaugusel. 135 galaktika uurimisel leiti, et need iidsed kehad, milles asustasid noored massiivsed tähed, olid üllatavalt energilised kahel infrapunavalguse sagedusel. Need lainepikkused olid kooskõlas valgusega, mida tekitas galaktikates vesiniku ja hapnikuga interakteeruv ioniseeriv kiirgus.

„Me ei osanud oodata, et Spitzer, mille peegel pole suurem kui Hula-Hoop, suudab näha galaktikaid nii lähedale aja koidikule. Kuid loodus on üllatusi täis, ”ütles NASA reaktiivmootorite laboratooriumi Spitzeri projekti teadlane Michael Werner.

Universumi ajaloo graafiline esitus. Pildikrediit: SG Djorgovski jt / Digitaalne meediumikeskus, Caltech

Loo kergendamiseks ...

Aine moodustumise järel olid ainsad Universumit läbivad elektromagnetilised (em) kiirgused raadiolained ja nähtav valgus, lühema lainepikkusega em - kiirgus - näiteks ultraviolettvalgus - aga vesinikuaatomite abil. Selle protsessi käigus eemaldati need aatomid nende elektronidest, luues ioone.

Selle uuestisündimise ajastu kohta saab tõendusmaterjali, kui astronoomid vaatavad tagasi Kosmose varaseimatele päevadele, samas kui selle muutuse käivitamiseks vajaliku tohutu energiaallika allikas kogu Universumis jääb teadmata. Tähed või galaktikad võisid olla vastutavad, kuid nende kehade energia väljund oleks nõudnud, et need kehad oleksid palju võimsamad kui praegu. Üks teooria soovitab kvaasarid - uskumatult võimsate supermassiivsete mustade aukudega galaktikad - võib olla tootnud kosmose aine ioniseerimiseks vajaliku energia.

“Senine lugu: alguses loodi universum. See on teinud paljud inimesed väga vihaseks ja neid on laialdaselt peetud halvaks käiguks. ”
- Douglas Adams, Universumi lõpus asuv restoran

Ma näen nüüd selgelt

Need Spitzeri tulemused on kindlasti veel üks samm kosmilise reioniseerimise mõistatuse lahendamisel. Nüüd teame, et nende varajaste galaktikate füüsilised tingimused olid väga erinevad kui tänapäeva galaktikates. James Webbi kosmoseteleskoobi ülesanne on välja töötada üksikasjalikud põhjused, miks see nii on, ”ütles Pascal Oesch Genfi ülikoolist.

James Webbi kosmoseteleskoop, mis suudaks vastata paljudele küsimustele, mis jäävad universumi mateeria kõige varasemasse ajastusse, plaanitakse käivitada 2021. aastal.