Ľudstvo posunulo svoje možnosti. Videli sme, ako vyzeral vesmír pri svojom zrode

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.

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