За даними космічних телескопів Hubble та James Webb, джерелом перших фотонів раннього Всесвіту були маленькі карликові галактики, що розсіювали туман водню, який заповнював міжгалактичний простір. Це відкриття підкреслює важливість ролі надслабких галактик в еволюції Всесвіту.
Після Великого вибуху простір був наповнений гарячим туманом іонізованої плазми. Світло не могло проникати через цей туман, оскільки фотони розсіювалися від вільних електронів. Через 300 тисяч років, коли Всесвіт охолонув, протони й електрони почали утворювати нейтральний водень. Це дозволило світлу поширюватися, але самих джерел світла було ще вкрай мало. Перші зорі, які утворилися з водню та гелію, випромінювали достатньо енергії для реіонізації газу. Приблизно через мільярд років після Великого вибуху Всесвіт став повністю реіонізованим і «засяяв».
Спростування теорії про ранній Всесвіт
Раніше через недостатньо точні інструменти та величезні відстані до найстаріших космічних об’єктів, було важко зрозуміти, що відбувалося в той час. Вчені припускали, що джерелами світла були величезні чорні діри або великі галактики. Однак спостереження телескопа JWST показали, що саме карликові галактики відіграли ключову роль у реіонізації Всесвіту.
Міжнародна команда під керівництвом Хакіма Атека з Паризького астрофізичного інституту дослідила дані JWST про скупчення галактик Abell 2744, підкріплені даними Hubble. Це скупчення діє як космічна лінза, збільшуючи далеке світло та дозволяючи побачити крихітні карликові галактики поза нею. Аналіз спектрів цих галактик показав, що вони є найпоширенішим типом галактик у ранньому Всесвіті й вони набагато яскравіші, ніж очікувалося. Дослідження показує, що карликові галактики переважають великі галактики у співвідношенні 100:1, а їхня сукупна потужність іонізуючого випромінювання в чотири рази перевищує очікувану від великих галактик.
Маленькі галактики — величезна потужність
Хоча ці галактики маленькі, їхня енергетична потужність змогла трансформувати Всесвіт. Це найкращий доказ того, що карликові галактики були основним джерелом реіонізації. Однак дослідники розглядали лише невелику ділянку неба, тому необхідно вивчити більше областей, щоб переконатися, що вибірка є репрезентативною для всього космічного світанку.
Учені планують дослідити більше космічних лінз, щоб отримати ширшу добірку ранніх галактик. Навіть на основі однієї вибірки результати неймовірно захопливі. Відповіді на питання про реіонізацію, які вчені шукали довгий час, нарешті починають з’являтися завдяки James Webb.
«Ми на порозі великих відкриттів. Це дослідження відкриває нові питання, на які нам потрібно відповісти, щоб скласти карту еволюції Всесвіту», — каже астрофізик Темія Нанаяккара з Технологічного університету Свінберна в Австралії.
Раніше ми повідомляли про те, як розпочато полювання за прихованими галактиками раннього Всесвіту.
За матеріалами sciencealert.com
