V novej štúdii publikovanej v štyroch separátnych článkoch v žurnále The Astrophysical Journal medzinárodný tím vedcov odhalil záhadu prvého svetla vo vesmíre. Na tému upozornil portál ScienceAlert.

Pohľad do vzdialenej minulosti

Ako sa uvádza v tlačovej správe zverejnenej portálom Phys, v ranom vesmíre bol plyn medzi hviezdami a galaxiami úplne nepriehľadný – žiadne svetlo ním nedokázalo prejsť.

Ale zhruba 1 miliardu rokov po Veľkom tresku sa niečo zmenilo a vesmír sa stal transparentným. Nové údaje získané z teleskopu Jamesa Webba teraz poprvýkrát umožnili určiť presný scenár toho, čo sa v tomto období odohralo.

V jednoduchosti, všetky údaje naznačujú, že hviezdy v tomto časovom období začali vyžarovať dostatok svetla, aby zohriali a ionizovali plyn okolo nich. Presnejšie vedci prostredníctvom dát z nášho najvýkonnejšieho vesmírneho teleskopu nahliadli do skorej epochy vesmíru známej ako reionizácia.

Reionizácia v kozmológii Veľkého tresku predstavuje proces, ktorý zmenil hmotu vo vesmíre po temnoveku z elektricky neutrálnej opäť na ionizovanú.

Hviezdy, ktoré rozžiarili vesmír

Reoionizácia predstavuje druhú z dvoch hlavných fázových premien plynu vo vesmíre. Inak povedané, nahliadli do obdobia, kedy sa rozplynula hustá hmla, ktorá znemožňovala šírenie svetla, čo umožnilo hviezdam a galaxiám konečne rozžiariť vesmír.

ESO/M. Kornmesser

O tejto epoche pritom vieme len veľmi málo, takže nové štúdie predstavujú revolúciu v tejto oblasti. Študovať túto vesmírnu epochu je nesmierne náročné. Objekty z daného obdobia sú totiž od nás nesmierne vzdialené a len veľmi ťažko viditeľné.

Okrem toho nám výhľad na ne zakrýva aj množstvo prachu a plynu v medzihviezdnom priestore. Tam, kde nedohliadnu iné teleskopy, ale dokážu nazrieť infračervené „oči“ teleskopu Jamesa Webba.

Vďaka tomu sa skupine vedcov podarilo objaviť tzv. H-alfa čiaru (špecifická červená spektrálna čiara o vlnovej dĺžke 656,28 nm vytváraná vodíkom), ktorá je znakom formovania hviezd. Detekcia tejto čiary teda vedcom po prvýkrát ukázala, že ultrafialové svetlo v tak ranom vesmíre pochádza najmä z formovania hviezd.

Preto dospeli k záveru, že „silné vodíkové alfa žiariče vyprodukovali zhruba štvrtinu celkovej hustoty tvorby hviezd, čo zasa naznačuje, že zohrali významnú úlohu v procese reionizácie.“

Ďalšia z nových štúdií ukázala, že reionizácia nebol jednotný proces. Odohrala sa totiž na viacerých miestach v akýsi „vesmírnych bublinách“, okolo najjasnejších emitorov UV žiarenia – galaxií. Inými slovami, okrem formovania hviezd zohrali dôležitú rolu v epoche reionizácie aj galaxie. „Vďaka údajom z Webbovho teleskopu vidíme, že galaxie reionizujú plyn okolo nich,“ uvádzajú autori.

Rinaldi et al., arXiv, 2023)

Čo ukázali ďalšie štúdie?

V treťom článku vedci popisovali jednotlivé „vesmírne bubliny“, ktoré sa rozprestierali na vzdialenosť zhruba 4 miliónov svetelných rokov. Ukázalo sa tiež, že galaxie v týchto bublinách boli veľmi horúce a mali nízky obsah kovov (prvkov ťažších ako vodík a hélium).

V poslednej zverejnenej štúdii tím vedcov neštudoval reionizáciu, ale kvazar, ktorý patrí medzi tie najjasnejšie objekty vo vesmíre. Kvazary sú extrémne aktívne supermasívne čierne diery v centrách galaxií, ktoré vyžarujú do vesmíru extrémne silnú radiáciu.

Pozorované galaxie. (NASA, ESA, CSA, Simon Lilly (ETH Zürich), Daichi Kashino (Nagoya University), Jorryt Matthee (ETH Zürich), Christina Eilers (MIT), Rob Simcoe (MIT), Rongmon Bordoloi (NCSU), Ruari Mackenzie (ETH Zürich); Image Processing: Alyssa Pagan (STScI), Ruari Macke

Ukázalo sa tiež, že srdce kvazaru tvorí supermasívna čierna diera s hmotnosťou 10 miliárd násobku hmotnosti Slnka.

Vzhľadom na to, že vedci videli tieto objekty také, ako vyzerali iba 1 miliardu rokov po Veľkom tresku, zostáva otázne, ako supermasívna čierna diera stihla narásť do takej veľkosti. Vedci však uvádzajú, že táto otázka bude predmetom budúcej práce.

Čítajte viac z kategórie: Novinky