Mokslininkai galimai pagaliau išsiaiškino, kas įžiebė pirmąją šviesą Visatoje dar tada, kai ji vos gimė. Remiantis naujais Jameso Webbo ir Hablo kosminių teleskopų duomenimis, tą pirmąją šviesą skleidė mažos, nykštukinės galaktikos.
Būtent jos, anot naujo tyrimo, paskelbto 2024 m. vasarį, išsklaidė vandenilio rūką, gaubusį tarpžvaigždinę erdvę po Didžiojo sprogimo.
„Šis atradimas parodo, kokį lemiamą vaidmenį turėjo labai silpnos galaktikos ankstyvoje Visatos raidoje“, – sako astrofizikė Iryna Chemerynska iš Paryžiaus astrofizikos instituto.
„Jos skleidė jonizuojančią spinduliuotę, kuri pavertė neutralią vandenilio terpę jonizuotu plazmos debesiu ir taip pradėjo Visatos persitvarkymą.“
Kas vyko po Didžiojo sprogimo?
Iš karto po Didžiojo sprogimo Visata buvo kupina karštos, tankios plazmos, šviesa negalėjo keliauti laisvai, nes ją nuolat sklaidė laisvieji elektronai. Praėjus maždaug 300 tūkst. metų, temperatūrai krentant, protonai ir elektronai pradėjo jungtis į neutralius atomus, daugiausiai vandenilį.
Tačiau šviesos šaltinių dar nebuvo. Tik iš šios neutralios medžiagos pradėjo formuotis pirmosios žvaigždės. Jų spinduliuotė buvo tokia galinga, kad sugebėjo vėl išardyti atomus, išplėšdama elektronus iš branduolių ir vėl paversdama aplinką jonizuota plazma.
Tai vadinama kosmine reionizacija – laikotarpis, kai Visata tapo skaidri šviesai. Maždaug po milijardo metų Visata jau buvo visiškai peršviečiama, o kosminė aušra – pasibaigusi.
Kas iš tikrųjų buvo šio virsmo variklis?
Ilgą laiką manyta, kad stipriausiais jonizuojančios šviesos šaltiniais buvo supermasyvūs juodosios skylės ar didelės, aktyvios galaktikos, pilnos naujai gimusių žvaigždžių.
Tačiau naujausi JWST duomenys rodo visai ką kita – pagrindinis vaidmuo galėjo atitekti mažoms nykštukinėms galaktikoms.
Astrofiziko Hakim Atek vadovaujama tarptautinė mokslininkų komanda analizavo galaktikų spiečių Abell 2744, kurio gravitacinis poveikis veikia kaip kosminis lęšis, iškreipia ir sustiprina tolimoje praeityje sklindančią šviesą.
Dėl to tyrėjai galėjo pamatyti nepaprastai tolimas ir silpnas galaktikas – nykštukus, formavusius pirmąsias žvaigždes. Išanalizavus jų spektrus, paaiškėjo, kad jos ne tik labai gausios, bet ir gerokai ryškesnės nei buvo manyta.
Skaičiai, kurie stebina
Nustatyta, kad šios mažos galaktikos galaktikų aušros laikotarpiu lenkė didžiąsias net 100 kartų pagal skaičių ir 4 kartus pagal bendrą spinduliuotės kiekį.
„Jos skleidė daugiau nei pakankamai energijos, kad iš esmės pakeistų visą Visatą“, – sako Atek. „Nepaisant jų mažumo, šios galaktikos buvo tikri energijos šaltiniai – jų buvo tiek daug, kad jų poveikis buvo milžiniškas.“
Tai yra iki šiol stipriausias įrodymas, kas iš tiesų įžiebė pirmąją šviesą Visatoje.
Visa tai tik pradžia
Kol kas išanalizuotas tik vienas dangaus regionas, todėl dar reikia patvirtinti, ar tokios nykštukinės galaktikos buvo paplitusios visur. Tam mokslininkai planuoja tyrinėti daugiau kosminių lęšių zonų.
Vis dėlto, net vien ši analizė atveria visiškai naują požiūrį į tai, kaip formavosi Visata.
„Mes dabar įžengėme į visiškai naują erdvę su JWST teleskopu,“ pažymi astrofizikas Themiya Nanayakkara iš Australijos.
„Šis tyrimas iškelia naujų, įdomių klausimų ir padeda žengti dar vieną žingsnį link Visatos ištakų pažinimo“.
