Vrlo rani Univerzum je bio mračno mesto. Bio je prepun vodonika koji blokira svetlost i ništa drugo.
Tek kada su se prve zvezde uključile i počele da osvetljavaju svoju okolinu UV zračenjem, svetlost je počela da vlada. To se dogodilo tokom epohe rejonizacije.
Ali pre nego što je Univerzum postao dobro osvetljen, specifičan i misteriozan tip svetlosti probio je tamu: Lajman-alfa emisije.
Iako je rani Univerzum bio previše taman da bi svetlost putovala kroz neprozirni gas koji je dominirao njime, astronomi su još uvek otkrili neke Lajman-alfa linije pre nego što su se svetla upalila u Epohi rejonizacije.
Odakle je došlo? To je bilo značajno pitanje bez odgovora o kojem su mnogi razmišljali.
Emisije Liman-alfa se javljaju u UV opsegu i dolaze od atoma vodonika dok njihovi elektroni prelaze u specifično energetsko stanje. Liman-alfa spektralne linije su deo onoga što astronomi nazivaju Liman-alfa šumom.
Šuma je niz apsorpcionih linija koje potiču od vodonika u udaljenim astronomskim objektima. Kako njihova svetlost prolazi kroz oblake gasa sa različitim crvenim pomacima, ona stvara šumu Liman-alfa linija.
„Pružanje objašnjenja za iznenađujuće otkrivanje Lajman-alfe u ovim ranim galaksijama je veliki izazov za ekstragalaktičke studije“, pišu autori nekih novih istraživanja.
Istraživanje je objavljeno u Nature Astronomi i možda je pronašlo odgovor. Njegov naslov je „Dešifrovanje Liman-alfa emisije duboko u epohu rejonizacije.“ Glavni autor je Kalum Viten, istraživač na Kavli institutu za kosmologiju na Univerzitetu Kembridž u Velikoj Britaniji.
„Jedno od najzagonetnijih pitanja koje su prethodna zapažanja predstavila bilo je otkrivanje svetlosti iz atoma vodonika u vrlo ranom Univerzumu, koji je trebalo da bude u potpunosti blokiran netaknutim neutralnim gasom koji je nastao nakon Velikog praska“, rekao je Viten u novinama. izdanje.
„Mnoge hipoteze su ranije sugerisane da objasne veliki beg ove ‘neobjašnjive’ emisije.“
Ali sada je u gradu novi kosmološki šerif: svemirski teleskop Džejms Veb.
JVST je izgrađen sa mogućnošću da se zaviri u rane dane Univerzuma. To je bio jedan od osnovnih pokretača čitavog poduhvata.
Sposobnost JVST-a da oseti fotone koje oslobađaju zvezde u prvim galaksijama na početku života Univerzuma otvorila je novi prozor u rani Univerzum i vodi nas ka odgovorima na mnoga dugotrajna pitanja. JVST ima i osetljivost i ugaonu rezoluciju da prati drevno svetlo nazad do njegovog izvora.
„Ovde koristimo jedinstvene prednosti i slika visoke rezolucije i visoke osetljivosti sa svemirskog teleskopa James Vebb blizu infracrvene kamere da pokažemo da sve galaksije u uzorku Liman-alfa emitera sa crvenim pomakom >7 imaju bliske pratioce“, istraživači pišu u svom radu. Ovo je važna tačka sa ogromnim implikacijama.
JVST slike Liman-Alpha emitera LAE EGSI8p68 otkrivaju više detalja od prethodnih posmatranja sa svemirskim teleskopom Hubble. Rezoluciona moć JVST-a otkriva gomilu manjih, tamnijih galaksija oko svetlih galaksija u LAE EGSI8p68 koje HST nije mogao da vidi. Region je mnogo prometniji region sa puno aktivnih zvezda.
„Tamo gde je Habl video samo veliku galaksiju, Veb vidi jato manjih galaksija u interakciji, a ovo otkriće je imalo ogroman uticaj na naše razumevanje neočekivane emisije vodonika iz nekih od prvih galaksija“, rekao je koautor studije Serđo Martin. -Alvarez sa Univerziteta Stanford.
Rane galaksije su bile čudesni proizvođači zvezda i bili su bogat izvor emisija Liman-alfa. Većinu emisija blokirao je primordijalni neutralni vodonik koji je ispunio prostor između galaksija u ranom Univerzumu. Šta nam govori da su većina Liman-Alfa emitera (LAE) galaksije sa bliskim susedima?
Prema autorima, to nam govori da su galaktička spajanja i njihovo obilno formiranje zvezda iza emisija Liman-alfa. Simulacija galaktičkog spajanja proizvela je lažnu JVST sliku koja izgleda neverovatno kao stvarna JVST slika galaksija u interakciji.
Istraživači su koristili simulacije galaktičkih spajanja i interakcija pod nazivom Azahar da testiraju svoju ideju. Azahar je pokazao da su se, kako se zvezdana masa skupljala i zvezde formirale u ovim ranim galaksijama, dogodile dve stvari.
Zvezde su emitovale Liman-alfa emisije i stvorile su mehuriće i kanale jonizovanog vodonika u neutralnom vodoniku koji blokira svetlost. Mehurići i kanali omogućili su prolazak Liman-alfa emisija.
Ovo istraživanje pokazuje da je u ranom Univerzumu bilo više galaktičkih spajanja nego što smo mogli da vidimo pre nego što je JVST počeo.
Ta spajanja i interakcije i obilna formacija zvezda koju su iznedrili odgovorni su i za stvaranje Liman-alfa emisija i za stvaranje puta za njih iz gustog, neprozirnog neutralnog vodonika koji je dominirao mladim Univerzumom.
Ukratko, visoka stopa galaktičkog spajanja u mladom Univerzumu je odgovorna za misteriozne emisije Liman-alfa.
Istraživači još nisu gotovi. Oni planiraju detaljnija posmatranja galaksija u različitim fazama spajanja kako bi još više razvili svoju ideju.
