noiembrie 3, 2024

Obiectiv Jurnalul de Tulcea – Citeste ce vrei sa afli

Informații despre România. Selectați subiectele despre care doriți să aflați mai multe

Știm în sfârșit ce a aprins luminile în zorii timpului: ScienceAlert

Știm în sfârșit ce a aprins luminile în zorii timpului: ScienceAlert

Știm în sfârșit ce a adus lumina în golul întunecat și fără formă al universului timpuriu.

Conform datelor telescoapelor spațiale Hubble și James Webb, originile fotonilor care zboară liber în zorii cosmici au fost mici galaxii pitice care s-au aprins de viață, curățând misterioasa ceață de hidrogen care a umplut spațiul intergalactic.

„Această descoperire dezvăluie rolul crucial jucat de galaxiile foarte slabe în evoluția universului timpuriu.” spune astrofizicianul Irina Chemerinska De la Institutul de Astrofizică din Paris.

„Ei produc fotoni ionizanți care convertesc hidrogenul neutru în plasmă ionizată în timpul reionizării cosmice. Acest lucru evidențiază importanța înțelegerii galaxiilor de masă mică în modelarea istoriei universului”.

La începutul universului, la câteva minute de la Big Bang, spațiul a fost umplut cu o ceață fierbinte și densă de plasmă ionizată. Ce puţină lumină nu ar fi pătruns în această ceaţă; Mai simplu spus, fotonii ar fi împrăștiați din electronii liberi care plutesc în jur, făcând efectiv universul întunecat.

Pe măsură ce universul s-a răcit, după aproximativ 300.000 de ani, protonii și electronii au început să se unească pentru a forma hidrogen gazos neutru (și puțin heliu). Cele mai multe lungimi de undă ale luminii puteau pătrunde în acest mediu neutru, dar existau foarte puține surse de lumină care să-l producă. Dar din hidrogen și heliu s-au născut primele stele.

Acele primele stele au furnizat radiații suficient de puternice pentru a îndepărta electronii din nucleele lor și a reioniza gazul. Cu toate acestea, până în acest moment, universul s-a extins atât de mult încât gazul a fost răspândit și nu a putut împiedica lumina să strălucească. La aproximativ un miliard de ani după Big Bang, sfârșitul perioadei cunoscute sub numele de zorii cosmici, universul a fost complet reionizat. Ta-da! Luminile erau aprinse.

READ  Cercetătorul spune că 30% dintre cazurile noi de COVID-19 din Utah sunt omicron

Dar pentru că există atât de mult întuneric în zorii cosmici și pentru că este atât de slab și îndepărtat în timp și spațiu, am avut dificultăți să vedem ce este acolo. Oamenii de știință au considerat că sursele responsabile pentru cea mai mare parte a acestui gol trebuie să fie puternice – găuri negre masive a căror acumulare produce lumină strălucitoare, de exemplu, și galaxii masive în mijlocul formării stelelor (stelele mici produc multă lumină ultravioletă).

Telescopul spațial James Webb a fost proiectat parțial pentru a privi în zorii cosmici și pentru a încerca să vadă ce se află acolo. A avut mare succes, dezvăluind tot felul de surprize despre acest moment crucial în formarea universului nostru. În mod surprinzător, observațiile telescopului indică acum că galaxiile pitice sunt principalii jucători în reionizare.

O imagine de câmp profund a JWST care conține unele dintre sursele pe care cercetătorii le-au identificat ca factori ai reionizării. (Hakim Ateeq/Universitatea Sorbona/JWST)

O echipă internațională condusă de astrofizicianul Hakim Atiq de la Institutul de Astrofizică din Paris a apelat la datele telescopului spațial James Webb despre un cluster de galaxii numit Abell 2744, completate de date de la Hubble. Abell 2744 este atât de dens încât spațiu-timp se înfășoară în jurul lui, formând o lentilă cosmică; Orice lumină îndepărtată care călătorește către noi prin spațiu-timp devine mărită. Acest lucru a permis cercetătorilor să vadă mici galaxii pitice aproape de zorii cosmici.

Apoi au folosit telescopul spațial James Webb pentru a obține spectre detaliate ale acestor galaxii mici. Analiza lor a arătat că aceste galaxii pitice nu sunt doar cel mai abundent tip de galaxie din universul timpuriu, ci sunt și mult mai strălucitoare decât se aștepta. De fapt, cercetările echipei arată că galaxiile pitice depășesc numărul galaxiilor mari cu 100 la unu și că producția lor colectivă este de patru ori mai mare decât radiația ionizantă presupusă în mod normal pentru galaxiile mai masive.

READ  Deteriorarea telescopului spațial James Webb: cum s-a întâmplat?

„Combinate, aceste forțe cosmice emit suficientă energie pentru a face treaba.” spune Atik. „În ciuda dimensiunilor lor mici, aceste galaxii cu masă mică produc radiații energetice din abundență, iar abundența lor în această perioadă este atât de mare încât impactul lor colectiv ar putea schimba întreaga stare a universului.”

Este cea mai bună dovadă de până acum a puterii din spatele reionizării, dar mai este de făcut. Cercetătorii s-au uitat la un mic petic de cer; Ei trebuie să se asigure că eșantionul lor nu este doar o colecție anormală de galaxii pitice, ci un eșantion reprezentativ al întregii populații în zorii cosmici.

Ei intenționează să studieze mai multe regiuni cosmice ale lentilelor de pe cer pentru a obține un eșantion mai larg de grupuri de galaxii timpurii. Dar doar în acest eșantion, rezultatele au fost incredibil de dramatice. Oamenii de știință au căutat răspunsuri despre reionizare de când știm despre aceasta. Suntem pe punctul de a ridica în sfârșit ceața.

„Am intrat acum pe un teritoriu neexplorat cu telescopul spațial James Webb.” spune astrofizicianul Thimya Nanayakkara De la Universitatea de Tehnologie Swinburne din Australia.

„Această lucrare deschide întrebări mai interesante la care trebuie să răspundem în eforturile noastre de a trasa istoria evolutivă a începuturilor noastre.”

Cercetarea a fost publicată în natură.