Ярка нова идея, показваща как Галактиките осветяват ранната Вселена

Галактиките в ранната Вселена бяха далеч по-ярки, отколкото прогнозираха астрономите, разкриват нови открития от космическия телескоп Спитцер. Древните галактики се виждат светещи в инфрачервена светлина, които са напуснали източника си през най-ранната епоха на галактики и звезди. Астрономите смятат, че това откритие може да помогне да се отговори на интригуваща мистерия от най-ранната ера на нашия Космос.

След Големия взрив Вселената се изпълни с енергия, но материята все още не беше възникнала. Първата материя, която се появи, беше под формата на йонизиран водород и хелий и светлината започна да изпълва Космоса. Въпреки това, приблизително 300 000 години след Големия взрив, този йонизиран газ стана електрически неутрален и Вселената навлезе в епоха, която космолозите наричат ​​"Тъмните векове".

Представа на художника за това как може да изглежда една ранна галактика. Активното образуване на звезди, съчетано с честа смърт на звезди, би осветило газа между звездите, правейки галактиката до голяма степен непрозрачна и оставяйки тези тела с малка структура. Кредитна снимка: Джеймс Джоузефидес (Swinburne Astronomy Productions)

В началото…

Епохата на реионизация започва 500 милиона години след Големия взрив, във време, когато квазарите за пръв път започват да се оформят и започва да се развиват галактики. Бавно, в продължение на още 500 милиона години, тази реионизация освети Вселената, превръщайки Космоса от тъмна шир в блестящото място, което познаваме днес. Как е настъпила реионизация обаче, остава загадка.

„Това е един от най-големите открити въпроси в наблюдателната космология. Знаем, че се е случило, но какво го е причинило? Тези нови открития биха могли да бъдат голяма улика “, заяви Стефан Де Барос от университета в Женева в Швейцария.

Съставно изображение на поле от галактики, направено от космическите телескопи Хъбъл и Спицър. Кръгли са най-старите, най-тъмните галактики. Вмъкнатото изображение в долната дясна част показва изображение от близко, дълго експониране на едно от тези древни семейства от звезди. Кредит за изображение: NASA / JPL-Caltech / ESA / Spitzer / P. Oesch / S. De Barros / I.Labbe

Космическият телескоп Спицър е използван за оглед на най-ранните галактики в Космоса, на 13 милиарда светлинни години от Земята. Разглеждане на 135 галактики установи, че тези древни тела, населени от млади, масивни звезди, са били изненадващо енергични в две честоти на инфрачервена светлина. Тези дължини на вълната бяха в съответствие със светлината, получена от йонизиращо лъчение, взаимодействащо с водород и кислород в рамките на галактиките.

„Не очаквахме, че Спицер, с огледало, не по-голямо от Хула-Хуп, ще бъде в състояние да види галактики толкова близо до зората на времето. Но природата е пълна с изненади ", заяви Майкъл Вернер, учен по проекта на Spitzer в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА.

Графично представяне на историята на Вселената. Кредитна снимка: S.G. Djorgovski et al./Digital Media Center, Caltech

За да озарим историята ...

След образуването на материя, единственото електромагнитно (ем) излъчване, което може да проникне във Вселената, са радиовълните и видимата светлина, докато излъчването на ем с по-къси дължини на вълната - ултравиолетова светлина, например, се улавя от водородни атоми. В процеса тези атоми са лишени от техните електрони, създавайки йони.

Доказателствата за тази епоха на реионизация се виждат, когато астрономите погледнат назад към най-ранните дни на Космоса, докато източникът на огромното количество енергия, необходимо за захранването на тази промяна в цялата Вселена, остава неизвестен. Звезди или галактики може би са били отговорни, но енергийната продукция на тези тела би изисквала тези тела да бъдат много по-мощни, отколкото са днес. Една теория предполага, че квазарите - галактики с невероятно мощни свръхмасивни черни дупки - може би са произвели енергията, необходима за йонизиране на материята на Космоса.

„Историята досега:
В началото Вселената е създадена.
Това накара много хора да се ядосат и да се приемат като лош ход. "
- Дъглас Адамс, ресторантът в края на Вселената

Вече мога да виждам ясно

„Тези резултати от Спицър със сигурност са още една стъпка към разрешаването на тайната на космическата реаионизация. Вече знаем, че физическите условия в тези ранни галактики са били много различни, отколкото в типичните днес галактики. Задачата на космическия телескоп на Джеймс Уеб ще бъде да определи подробните причини защо “, каза Паскал Оеш от Женевския университет.

Космическият телескоп „Джеймс Уеб“, който може да отговори на много от въпросите, останали от най-ранната епоха на материята във Вселената, е планиран да бъде пуснат през 2021 г.