Vedci v novej štúdii publikovanej v žurnále Astronomy & Astrophysics zistili, čo zrejme stojí za spustením poslednej veľkej transformačnej epochy vesmíru. Podľa tejto štúdie mohlo za spustenie transformačnej éry, počas ktorej došlo k ionizácii neutrálneho medzihviezdneho plynu, žiarenie unikajúce z galaxií. Na tému upozornil portál Universe Today.

Rané obdobie vesmíru

Pred miliardami rokov bol náš vesmír úplne iným miestom ako je dnes. Bol nielen oveľa menší a teplejší, ale v jeho veľmi skorej ére bol dokonca natoľko horúci, že bol v stave horúcej plazmy, kde sa elektróny oddelili od atómových jadier.

Inak povedané, odhaduje sa, že prvých 380 000 rokov bol vesmír jednoducho príliš horúci, aby mohlo svietiť nejaké svetlo. Po uplynutí tejto doby a poklese teploty len na niekoľko tisíc stupňov sa látka a žiarenie začali od seba navzájom oddeľovať, elektróny a jadrá viazať, a vytvárať prvé atómy. Na počiatku boli tieto atómy ionizované (neboli v nich elektróny).

Vďaka chladnutiu vesmíru však ióny začali zachytávať elektróny a vznikali neutrálne atómy. Na konci tejto rekombinácie bola väčšina protónov viazaná už v neutrálnych atómoch, fotóny sa mohli konečne voľne pohybovať a vesmír sa stal priehľadným. Pozorovania vesmíru však ukazujú, že drvivá väčšina hmoty vo vesmíre nie je neutrálna. Namiesto toho je ionizovaná, opäť v stave plazmy.

Diagram vývoja vesmíru. NAOJ

Čo reionizovalo vesmír?

V priebehu niekoľkých miliárd rokov teda muselo dôjsť k niečomu, čo spôsobilo, že neutrálny plyn v kozme sa premenil na plazmu (vysoko ionizovaný plyn).

Astronómovia nazývajú túto udalosť érou reionizácie. Ide o druhú z dvoch hlavných fázových zmien plynu v celom vesmíre (pozn. redakcie: prvou bola rekombinácia, viď vyššie), pričom podľa akceptovaných teórií k tejto udalosti došlo zhruba 150 miliónov až 1 miliardu rokov po Veľkom tresku.

Odborníci si však do dnešných dní nie sú istí, ako táto veľká transformačná udalosť pokračovala ďalej, a čo je zdrojom reionizácie. Zatiaľ čo jedna hypotéza naznačuje, že za reionizáciu sú zodpovedné ultra-jasné kompaktné oblasti obklopujúce supermasívnu čiernu dieru nazývané kvazary, iná teória hovorí, že za reionizáciu sú zodpovedné mladé galaxie plné novovznikajúcich hviezd.

Mnoho vedcov sa však nazdáva, že vo vesmíre sa nachádza malé množstvo kvazarov na to, aby žiarenie z nich mohlo zaplaviť celý vesmír a premeniť ho z neutrálneho na ionizovaný. Podľa druhej zmieňovanej teórie však dokáže každá galaxia vo vesmíre ionizovať plyn vo svojom blízkom okolí a keďže vo vesmíre sa nachádza obrovské množstvo galaxií, mohli reionizovať celý vesmír.

Avšak to by bolo možné iba v takom prípade, ak by do okolitého média z galaxií uniklo dostatočne veľké množstvo vysokoenergetického žiarenia. Práve to testovali vedci v novej štúdii prostredníctvom teleskopu Jamesa Webba.

Keďže vedci nemôžu priamo študovať žiarenie unikajúce zo starodávnych galaxií, museli študovať vzdialené galaxie a na základe toho určiť, ako boli tieto galaxie kedysi bohaté na tvorbu nových hviezd. Následne tieto galaxie porovnali s podobnými galaxiami v súčasnom vesmíre a vytvorili odhad množstva žiarenia, ktoré z nich uniká.

Na základe toho potom zistili, že v priemere v ranom vesmíre uniklo až 12 % vysokoenergetických fotónov, čo by stačilo na reionizáciu celého vesmíru v relatívne krátkom čase. Treba však dodať, že na dosiahnutie týchto výsledkov museli vedci urobiť obrovské množstvo predpokladov (výsledky treba brať s určitým nadhľadom). Ide však o nesmierne zaujímavú štúdiu, ktorá ukazuje nielen schopnosti Webbovho teleskopu, ale aj to, akým smerom by sme sa mohli uberať pri riešení tejto dlhotrvajúcej hádanky.