Sursa unei străluciri misterioase din Universul timpuriu, în sfârșit dezvăluită

Universul timpuriu a fost un loc întunecat. Era plin de hidrogen care bloca lumina. Abia atunci când primele stele s-au aprins și au început să-și lumineze împrejurimile cu radiații UV, lumina și-a început domnia. Acest lucru s-a întâmplat în timpul Epocii de Reionizare.

Dar înainte ca Universul să devină bine luminat, un tip specific și misterios de lumină a străpuns întunericul: emisiile Lyman-alfa.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

Chiar dacă Universul timpuriu era prea întunecat pentru ca lumina să călătorească prin gazul opac care îl domina, astronomii au detectat totuși unele linii Lyman-alfa înainte ca lumina să se aprindă în Epoca de Eeionizare.

Emisiile Lyman-alfa apar în domeniul UV și provin de la atomii de hidrogen în momentul în care electronii lor trec la o anumită stare energetică. Liniile spectrale Lyman-alfa fac parte din ceea ce astronomii numesc pădurea Lyman-alfa.

Pădurea este o serie de linii de absorbție care provin din hidrogenul din obiectele astronomice îndepărtate. Pe măsură ce lumina acestora trece prin nori de gaz cu diferite deplasări spre roșu, se creează „pădurea” de linii Lyman-alfa.

„Furnizarea unei explicații pentru detectarea surprinzătoare de Lyman-alpha în aceste galaxii timpurii reprezintă o provocare majoră pentru studiile extragalactice”, scriu autorii unor noi cercetări.

Universul timpuriu a fost un loc întunecat

Cercetarea este publicată în Nature Astronomy și ar putea să fi găsit răspunsul. Autorul principal este Callum Witten, cercetător la Institutul Kavli pentru Cosmologie de la Universitatea Cambridge din Marea Britanie.

„Una dintre cele mai derutante probleme pe care le-au prezentat observațiile anterioare a fost detectarea luminii provenite de la atomii de hidrogen în Universul foarte timpuriu, care ar fi trebuit să fie în întregime blocată de gazul neutru imaculat care s-a format după Big Bang”, a declarat Witten într-un comunicat de presă.

„Au fost sugerate anterior multe ipoteze pentru a explica marea scăpare a acestei emisii inexplicabile”. Dar acum există un nou ajutor: Telescopul Spațial James Webb (JWST), construit cu abilitatea de a privi înapoi până la începuturile Universului. Acesta a fost unul dintre principalele motoare ale întregului demers.

Capacitatea Telescopului Webb de a percepe fotonii eliberați de stelele din primele galaxii, la începutul vieții Universului, a deschis o nouă fereastră către Universul timpuriu și ne conduce către răspunsuri la multe întrebări de lungă durată.

Webb are atât sensibilitatea, cât și rezoluția unghiulară pentru a urmări lumina antică până la sursă.

Un tip specific și misterios de lumină a străpuns întunericul

Imaginile de la Webb cu emițătorul Lyman-alfa LAE EGSY8p68 dezvăluie mai multe detalii decât observațiile anterioare cu Telescopul Spațial Hubble. Puterea de rezoluție a JWST dezvăluie un grup de galaxii mai mici, mai puțin luminoase, în jurul galaxiilor luminoase din LAE EGSY8p68, pe care Hubble nu le-a putut vedea. Regiunea este una mult mai aglomerată, cu o mulțime de formațiuni stelare active.

Primele galaxii au fost producătoare de stele prodigioase și au reprezentat o sursă bogată de emisii Lyman-alfa. Majoritatea emisiilor au fost blocate de hidrogenul neutru primordial care umplea spațiul dintre galaxii în Universul timpuriu. Ce ne spune faptul că majoritatea emițătorilor Lyman-alfa (LAE) sunt galaxii cu vecini apropiați?

Potrivit autorilor, acest lucru ne spune că fuziunile galactice și formarea lor stelară abundentă se află în spatele emisiilor Lyman-alfa. O simulare de fuziune galactică a produs o imagine JWST falsă care seamănă remarcabil cu imaginea reală JWST a galaxiilor care interacționează.
Cercetătorii au folosit simulări de fuziuni și interacțiuni galactice numite Azahar pentru a-și testa ideea.

Pe măsură ce masa stelară s-a adunat și s-au format stele, acestea au transmis emisii Lyman-alfa și au creat bule și canale de hidrogen ionizat în hidrogenul neutru care bloca lumina. Bulele și canalele au permis astfel trecerea emisiilor Lyman-alfa, concluzionează cercetătorii, scrie ScienceAlert.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O echipă de cercetători a făcut o descoperire surprinzătoare despre vârsta Universului

Cea mai precisă măsurătoare făcută cu energia întunecată confirmă ce se va întâmpla cu Universul

Plouă cu diamante în Univers! Fenomenul este mai obișnuit decât s-a crezut

Test de cultură generală. Ce culoare are Universul?